L'inspiration pour Tron remonte à 1976, quand Steven Lisberger s'est passionné pour les jeux vidéo après avoir vu une bobine de graphiques informatiques de la société MAGI et joué à Pong pour la première fois ; le concept d'univers de jeu parallèle a également été inspiré par Alice au Pays des Merveilles.
Lisberger a créé Tron en premier lieu comme un personnage jaune luminescent et barbu ressemblant aux Cylon Centurions de Battlestar Galactica pour une animation promotionnelle de 30 secondes, avant que la palette de couleurs ne soit changée en bleu pour les héros.
Après une mention dans Variety, l'informaticien Alan Kay a contacté Lisberger, est devenu son conseiller, et l'a convaincu d'utiliser des images de synthèse au lieu d'une animation entièrement dessinée à la main.
Les storyboards et les échantillons d'animation ont été rejetés par Warner Bros., MGM et Columbia avant que Walt Disney Productions n'accepte finalement de financer et distribuer le film en 1980, en partie pour rivaliser avec La Guerre des Étoiles.
La scénariste Bonnie MacBird s'est inspirée du personnage d'Alan Bradley d'Alan Kay, avec qui elle est tombée amoureuse et qu'elle a épousé par la suite ; elle avait d'abord envisagé Kevin Flynn comme un personnage plus comique et a suggéré Robin Williams pour le rôle.
Aucun des dialogues originaux de Bonnie MacBird n'a survécu aux réécritures de Disney, qui ont décalé le ton vers quelque chose de plus sérieux avec des thèmes quasi-religieux, menant à ce qu'elle appelait un « différend amer sur les crédits ».
Parce que le département d'animation de Disney était réticent à collaborer avec des cinéastes externes, l'équipe de production a engagé Wang Film Productions et le studio Cuckoo's Nest de Taïwan pour les travaux d'animation, et les membres de l'équipe taïwanaise ont été crédités de façon inhabituelle avec des caractères chinois au générique.
Seuls environ 15 à 20 minutes du film utilisaient une véritable animation générée par ordinateur ; les ordinateurs de l'époque, certains avec seulement 2 Mo de mémoire, ne pouvaient pas créer du mouvement, donc chaque image devait être produite individuellement et photographiée sur un écran avec une caméra de cinéma.
La plupart des visuels du « monde électronique » ont été créés par un processus labourieux d'« animation rétroéclairée » utilisant des feuilles de film Kodalith noir et blanc à fort contraste, nécessitant parfois jusqu'à 50 passages de caméra par plan ; cette technique n'a jamais été répétée pour un autre long métrage en raison de son coût et de sa difficulté.
Une particularité de fabrication Kodak avec les lots numérotés de feuilles Kodalith a causé le scintillement involontaire des lignes de circuit luminescentes entre les plans ; une fois découvert, l'équipe a utilisé les feuilles dans l'ordre des lots et a ajouté des effets sonores « zinger » pour faire paraître le scintillement comme intentionnel en tant que dysfonctionnement informatique, corrigé ultérieurement de manière numérique pour le Blu-ray 2011.
La palette de couleurs appelait à l'origine les bons programmes à être jaunes et les mauvais bleus, mais a été changée à mi-parcours de la production en bleu pour les bons et rouge pour les mauvais, laissant des incohérences comme les lignes de circuit jaunes de Clu et les couleurs mal assorties du cycle lumineux et du char.
Plusieurs scènes ont été tournées à l'intérieur du véritable Lawrence Livermore National Laboratory, notamment sa baie laser de plusieurs étages utilisée comme baie laser d'ENCOM et un escalier du Bâtiment 451 ; à l'époque, Tron était le seul film jamais autorisé à tourner à l'intérieur du laboratoire.
La bande sonore a été composée par la pionnière de la musique électronique Wendy Carlos, mêlant les synthétiseurs Moog et Crumar GDS avec des enregistrements orchestraux de la London Philharmonic, que Disney a insisté pour engager au cas où Carlos ne pourrait pas terminer la partition à temps.
Deux morceaux, « 1990's Theme » et « Only Solutions », ont été contribués par le groupe Journey après que le groupe britannique Supertramp se soit retiré du projet de bande sonore.
Les cinéastes ont caché plusieurs Easter eggs, notamment un Pac-Man apparaissant (avec des sons d'arcade correspondants) derrière Sark lors de la scène d'échappement du Cycle Lumineux et un contour « Hidden Mickey » visible sous le vaisseau solaire.
L'Academy of Motion Picture Arts and Sciences a refusé de nommer Tron pour l'Oscar des meilleurs effets visuels car, selon Lisberger, « l'Academy pensait que nous avions triché en utilisant des ordinateurs » ; il a quand même reçu des nominations pour le meilleur design de costumes et le meilleur son.
John Lasseter, responsable de Pixar, a déclaré plus tard que « sans Tron, il n'y aurait pas de Toy Story », citant l'influence du film sur sa compréhension du potentiel de la CGI pour les longs métrages d'animation.
Parce que les données personnelles des employés d'ENCOM existaient à l'intérieur de la Grille, les cinéastes ont décidé que chaque personnage du monde réel devrait avoir un homologue numérique, ce qui explique pourquoi les mêmes acteurs ont joué des rôles doubles dans le monde réel et le monde informatique.
