Il castello nel cielo è il primo anime da lungometraggio originale senza opera d'adattamento, basato su una storia immaginaria che Hayao Miyazaki ha concepito durante la scuola elementare. Per recuperare i costi di produzione dell'opera live-action di Isao Takahata "La storia dei fossati di Yanagawa", è stato lanciato un nuovo progetto di lungometraggio animato dopo consultazione con Toshio Suzuki.

L'ambientazione è stata immaginata con riferimento all'Inghilterra, e prima dell'inizio della produzione, nel maggio 1985, Hayao Miyazaki ha visitato il Galles in Inghilterra per location scouting, incorporando i paesaggi visti nell'opera. La visita al Galles è stata consigliata dal produttore Isao Takahata.

Il nome "Laputa" è stato tratto dal nome del regno dell'isola volante che appare in "I viaggi di Gulliver" di Swift, ma inizialmente era scritto "Raputa". Miyazaki stesso non lo trovava facile da pronunciare e non lo gradiva, tuttavia è stato adottato solo per la ragione che aumentava il potere persuasivo del documento progettuale.

Il nome Pazu è uno dei nomi di marinai che Miyazaki aveva concepito durante gli anni universitari e che era rimasto inutilizzato in "Conan il ragazzo del futuro", quindi è stato adottato. Il nome Sheeta proviene dall'eroina della marionetta "Segno-Coseno-Theta" che aveva creato durante gli anni universitari.

Il modello di carattere di Dora era la madre di Hayao Miyazaki, e lo stesso Miyazaki identifica Dora come il personaggio con il quale ha la più profonda affezione tra i suoi lavori.

Inizialmente la musica doveva essere composta da Tatsuo Usui, ma poiché Joe Hisaishi, che aveva lavorato al precedente "Nausicaä della Valle del vento", era in fase di produzione di un'altra opera "Arion", è stato inizialmente escluso dalla composizione di questo film. Tuttavia, il produttore Isao Takahata ha riconsiderato e ha deciso di confermare la continuazione di Hisaishi, creando una musica d'orchestra completa basata su canzoni popolari irlandesi e scozzesi.

Il design del Soldato Robot è basato sul robot che ruba denaro contante che appare nell'episodio 2 dell'anime "Superman" del 1941 prodotto da Fleischer Studios. Miyazaki aveva precedentemente fatto apparire questo robot nell'episodio 155 di "Lupin III" intitolato "Addio, caro Lupin" come "Lambda" e "Sigma".

Il design dell'Iron Golem che appare nel videogioco di fama mondiale "Minecraft" fa riferimento al Soldato Robot di questo film, e anche il gesto del Golem che offre un fiore ai villager è stato ispirato da una scena di questo lavoro.

Ogni volta che il film viene trasmesso sulla televisione terrestre, al momento della battuta finale "Balus", si verifica il fenomeno "Festival di Balus" dove avvengono massicce pubblicazioni su Twitter sincronizzate con la battuta. Nella trasmissione del 2 agosto 2013, il numero di tweet al secondo ha raggiunto 143.199, stabilendo un record mondiale.

Il titolo della versione inglese è stato cambiato da "Laputa" a "Castle in the Sky" perché il titolo è un gioco di parole su "La puta" nello spagnolo (prostituta), e è stato giudicato inappropriato per i paesi di lingua spagnola e per gli Stati Uniti con una grande popolazione ispanica.

Il Tiger Moth che appare nel film aveva inizialmente un design stravagante con braccia e gambe, ma a causa della considerazione di Miyazaki di "voler rimanere nell'intervallo di bugie plausibili", tali meccanismi insoliti appaiono solo nelle immagini di apertura.