1小说是以第一人称写的，主人公约等于电影里的刘启。这位主人公出生在地球刚刚停止自传时，小说开篇第一句就是，“我没见过黑夜，我没见过星星，我没见过春天、秋天和冬天。”所以小说里不可能出现儿时的主人公和父亲、姥爷一起看星空的情节。
另外，电影里提到刘启有不少天才的特质，比如操纵新型卡车、安装“火石”等，一般人需要长时间的培训，他作为一个没有经验的实习生，却完成得很出色。小说里提到了一项名为“记忆遗传”的技术，也就是说，在未来世界，每个孩子都是小天才。这项技术大大提升了人类社会科技进步的速度。
2电影中，刘启的母亲身患绝症，父亲刘培强为了让儿子和岳父同时有机会进入地下城，放弃了妻子的治疗，这也是刘氏父子间最重要的一个心结。
在小说中，刘启的母亲是被渗入地下城的岩浆烧死的（类似于电影中杭州地下城的覆灭）。当政府发现岩浆渗入时，其实还有较长的撤离时间，但由于地下城升降梯的运载量很小，全城居民又多达36万，大家只能选择排队进入升降梯逃生。联合政府发布的危急法规定：危急情况下，逃生机会优先分配给年龄更小的人（这也解释了小刘启及其监护人为什么可以不抽签就进入地下城）。
当时还是中学生的主人公比母亲先上了升降梯，母子之间隔着两万多人的队伍。主人公到达地面两个多小时后，岩浆吞没了地下城，“她（母亲）同没能撤出的一万八千人一起，看着岩浆涌进市中心广场。那时已经停电，整个地下城只有岩浆那可怖的暗红色光芒。广场那高大的白色穹顶在高温中渐渐变黑，所有的遇难者可能还没接触到岩浆，就被这上千度的高温夺去了生命。”
3小说中，主人公的父亲和电影中的刘培强身份类似，是一位空军近地轨道宇航员，但命运归宿不太一样。
电影中，刘培强是为了全人类的生存牺牲的。小说中，主人公的父亲是在执行任务中意外牺牲的。当时父亲正在参与清除地球航线上小行星的行动，一块小行星碎片击中了他的单座微型飞船。那块小行星碎片和飞船的相对速度高达一百公里每秒，撞击使飞船座舱瞬间汽化。
4电影中，刘培强与家人之间感情深厚，放弃妻子的治疗时满怀愧疚。小说中，人与人之间的感情要淡漠得多。有这样一段情节：某天，主人公的父亲对妻子随口说道，他爱上了儿子的小学老师。“我要离开你们和她在一起。”母亲很痛快地答应了。父亲又提出，“过一阵我肯定会厌倦，那时我就回来”。母亲回答：“你要愿意当然行。”后来父亲果然在和儿子的小学老师同居了两个月后又回到了妻儿身边。
按照刘慈欣的设想，在“太阳随时都会爆炸”的大背景下，“死亡的威胁和逃生的*压倒了一切，除了当前太阳的状态和地球的位置，没有什么能真正引起他们的注意并打动他们了。这种注意力高度集中的关注，渐渐从本质上改变了人类的心理状态和精神生活，对于爱情这类东西，他们只是用余光瞥一下而已，就像赌徒在盯着轮盘的间隙抓住几秒钟喝口水一样。”
5电影中，刘启的姥爷韩子昂是其地球上唯一的监护人，亲手将小刘启养大。小说中，没有姥爷这个角色，但有爷爷的角色。爷爷曾亲眼目睹百米巨浪吞没上海的情景，所以可以推测大概率和电影中的韩子昂一样也是上海人。
小说中，爷爷年事已高，地球不断恶化的环境对他造成了很大的刺激，“有一次被酷热折磨得实在受不了，看到下大雨喜出望外，赤膊冲出门去，我们没来得及拦住他，外面雨点已被地球发动机超高温的等离子光柱烤热，把他身上烫脱了一层皮。”
小说中，爷爷是比母亲先离世的。当时爷爷身上的烫伤已经感染，弥留之际反复念叨着一句话：“啊，地球，我的流浪地球啊……”
6电影中，妹妹（无血缘关系）韩朵朵是刘启最后的亲人，这个角色在小说中是没有的。小说中，爷爷和母亲相继离世，父亲又在太空工作，陪伴在主人公身边的是他的妻子——日本女孩山彬加代子。两人结婚生子，但没有相互扶持走完一生。加代子后来参加了反叛军，并最终在澳洲战役中阵亡。
7电影中，木星给地球制造了一个堪称灭顶之灾的危机。小说中，木星并没有给“流浪地球”计划制造什么麻烦，人类反而要利用木星引力给地球加速，离开太阳系（电影结尾画外音中也提到了这一设计）。具体计划为：地球在地球发动机的推动下，围绕太阳的第15圈公转轨道变得如此之扁，以至于它的远日点到达木星轨道，地球将与木星在几乎相撞的距离上擦身而过，在木星巨大引力的拉动下，地球最终达到逃逸速度。
