目前没有证据证明平行宇宙是否真的存在。在科幻作品中，平行宇宙常为探讨对象。描述了另一个世界的存在，但由于人类是三维生物，无法感知其存在。平行宇宙实则属于四维空间。有人认为，梦境可能是我们在平行宇宙中的经历的反映。这些幻想是基于科学假设，是对可能事件的虚构。当遇到科学无法解释的现象，常联系平行宇宙或外星文明。如河北的“南天门”被视为平行宇宙证据。
根据最简单的多元宇宙理论，由于宇宙可能无限大，存在多元宇宙的可能性。尽管我们无法确定宇宙是否无限大，但这一理论的真实性无法排除。若宇宙无限大，不同区域间距离遥远，光无法穿越，导致无法相互感知。考虑到我们宇宙只有138亿年的历史，距离超过此范围的区域可视为独立宇宙。宇宙大爆炸理论引发了第二多元宇宙理论。据称，宇宙原本是微小点，急速膨胀成火球，或许以超光速膨胀。微小机会变化扰乱原始状态，被膨胀摧毁，波动留存于宇宙微波背景辐射中，即大爆炸的微弱余辉。
辐射不均匀遍布宇宙，卫星望远镜观测与膨胀理论预测相匹配，证明了超光速膨胀的发生。这表明我们已能解释大爆炸的发生，推测宇宙或许经历过多次大爆炸。现观点认为，大爆炸发生于充满能量的“假真空”，非物质空间。其后，如不断扩大的泡沫般增长。据理论，假真空也将膨胀，并形成其他“真实泡沫宇宙”。称为“永恒膨胀”，暗示不仅一宇宙，甚或无限宇宙不断涌现。但由于超光速膨胀，我们无法与之联系。加拿大滑铁卢周边理论物理研究所的理论物理学家李·斯莫林提出了另一种多元宇宙理论。他认为宇宙可能像生物一样繁殖和进化，受到“宇宙自然选择”的影响。
斯莫林提出了“母宇宙可以生出子宇宙”的观点，子宇宙在母宇宙中形成。这一理论需要融合黑洞、弦理论、量子理论和膜理论等多个物理理论。许多物理学家认为存在许多潜在的宇宙，但我们可能永远无法确认它们的存在，因为我们无法访问。那么，我们是否能够设计其他方法来测试我们无法观察或接触到的宇宙？有限的宇宙会展现出特征，帮助我们确认不是处于无限的时空中。我们可测量空间曲率，发现宇宙类似球体，因为沿直线行进会回到起点。若宇宙有限，我们会观测到特定属性的温度波动模式，但我们看到的是不同的，暗示宇宙是无限。
证明平行宇宙的存在不仅依靠感觉，还需实验和推理。虽无法直接找到另一宇宙，可通过寻找支持推理的证据。例如，探寻大爆炸膨胀理论、多元宇宙碰撞的痕迹、膜理论中的额外维度和粒子存在的证据等。
在物理学领域，有人认为验证科学思想的有效性并非必须通过实验。他们认为，可通过逻辑上合理的前提评估其有效性。也可提出统计预测，如使用膨胀多元宇宙理论预测宇宙中物理常数的期望值，再观察与观测值的接近程度。
