Eine Zeitschleife ist eine rekursive Verkettung der Zeit.
Normalerweise folgt auf jeden Zeitpunkt der Gegenwart unumkehrbar ein Zeitpunkt in der Zukunft, d. h. alle Ereignisse passieren nacheinander und kausal – die Wirkung folgt der Ursache und nie umgekehrt. In einer Zeitschleife ist die Richtung des Zeitstrahls jedoch so gebogen, dass er sich mit einem Punkt in der Vergangenheit oder Zukunft kreuzt. Dadurch findet ein Sprung in der Zeit statt, der sich auf eine bestimmte Umgebung begrenzt.
Paradebeispiel in Literatur und Film ist das klassische Thema der Zeitmaschine, mit der meist nur eine einzelne Person in der Zeit reist. Oft wird dies mit einer Korrektur der Vergangenheit und entsprechenden (dramaturgisch denkbaren) Verwicklungen und Veränderungen verbunden, die allerdings das Kausalitätsprinzip verletzen würden. Einer der bekanntesten Filme, der das Thema einer Zeitschleife aufgreift, ist Und täglich grüßt das Murmeltier aus dem Jahr 1993.