Aucun genre littéraire ne semble plus éloigné du naturalisme que le fantastique, qui relate des événements étranges, que rien de rationnel ne peut expliquer. Pourtant, Thérèse Raquin porte en lui une dimension fantastique, fruit des dérèglements des deux protagonistes, Thérèse et Laurent. Leur esprit bouleversé par le crime va faire naître des visions et des craintes qui se parent des atours sombres et mystérieux de l’étrange, mais auxquels Zola donne toujours une explication.
En 1867, le fantastique n’est pas un genre nouveau. Depuis la fin du XVIIIe siècle, les créatures maléfiques de Walpole, Lewis et Mary Shelley hantent les nuits des lecteurs. Dans Thérèse Raquin, c’est un fantôme qui tourmente les protagonistes : celui de Camille l’assassiné. Avant de mourir, Camille mord son assaillant au cou, lui infligeant une blessure qui ne lui laissera pas de repos : « il la sentait toujours, dévorante, trouant son cou ». Cette blessure devient le symbole même du crime : elle brûle Laurent, se teinte de rouge à la moindre émotion. Laurent a beau forcer Thérèse à tenter d’exorciser la cicatrice en y