Sagan mostró interés en los informes sobre el fenómeno OVNI al menos desde el 3 de agosto de 1952, cuando escribió una carta al Secretario de Estado estadounidense Dean Acheson preguntándole cómo responderían los EE.UU. si los platillos volantes resultaran ser de origen extraterrestre. Posteriormente, en 1964, mantuvo varias conversaciones sobre el asunto con Jacques Vallée. A pesar de su escepticismo acerca de la obtención de cualquier respuesta extraordinaria a la cuestión OVNI, Sagan creía que los científicos debían estudiar el fenómeno, aunque sólo fuese por el gran interés que el asunto despertaba en el público.
Stuart Appelle comenta que Sagan escribió frecuentemente sobre lo que él percibía como falacias lógicas y empíricas acerca de los OVNIs y las experiencias de abducción. Sagan rechazaba la explicación extraterrestre del fenómeno pero tenía la sensación de que examinar los informes OVNI tendría beneficios empíricos y pedagógicos, y que el asunto sería, por tanto, una materia de estudio legítima.
En 1980, Sagan volvió a revelar su punto de vista sobre los viajes interestelares en la serie Cosmos. En una de sus últimas obras escritas, Sagan expuso que la probabilidad de que naves espaciales extraterrestres visitasen la Tierra era muy pequeña. Sin embargo, Sagan creía que era plausible que la preocupación causada por la Guerra Fría contribuyese a que los gobiernos desorientasen a los ciudadanos acerca de los OVNIs, y que algunos de los análisis e informes sobre OVNIs, y quizá archivos voluminosos, hayan sido declarados inaccesibles al público que paga las impuestos... Es hora de que esos archivos sean desclasificados y puestos a disposición de todos. También previno acerca de sacar conclusiones sobre datos eliminados sobre los OVNIs e insistió en que no existían claras evidencias de que posibles alienígenas hubieran visitado la Tierra ni en el pasado ni en el presente.
