عالم فانتازي أو عالم خيالي هو عالم تم إنشاؤه لوسائط خيالية، مثل الأدب أو الأفلام أو الألعاب. تتميز عوالم الخيال النموذجية بقدرات سحرية. قد تكون بعض العوالم عالمًا موازيًا متصلًا بالأرض عبر بوابات أو عناصر سحرية (مثل نارنيا)؛ أو عالم خيالي مختبئ داخل عالمنا (مثل عالم السحرة)؛ أو أرض خيالية تدور أحداثها في الماضي البعيد (مثل الأرض الوسطى) أو المستقبل (مثل الأرض المحتضرة)؛ أو تاريخ بديل من تاريخنا (مثل عالم ليرا)؛ أو عالم مستقل تمامًا يقع في جزء آخر من الكون (مثل حرب النجوم).
تعتمد العديد من العوالم الخيالية بشكل كبير على تاريخ العالم الحقيقي والجغرافيا وعلم الاجتماع والأساطير والفولكلور.