Il film nasce da una sceneggiatura originale di Chip Proser, che la descriveva come essenzialmente un rifacimento di Viaggio allucinante, con l'idea che l'uomo di dimensioni normali fosse consapevole e reagisse a ciò che accadeva dentro di lui.

La sceneggiatura fu opzionata da Peter Guber alla Warner Bros. nel 1984, che la offrì a Joe Dante, il quale la rifiutò inizialmente; il progetto fu poi riscritto in chiave comica da Jeffrey Boam.

Secondo lo sceneggiatore Jeffrey Boam, originariamente si pensava di affidare i ruoli principali a Michael J. Fox miniaturizzato dentro il corpo di Arnold Schwarzenegger.

Joe Dante racconta che Boam concepì la storia partendo dall'idea di rimpicciolire Dean Martin e iniettarlo dentro Jerry Lewis.

Steven Spielberg si interessò al progetto come produttore esecutivo e sarebbe stato lui a spingere per la svolta comica; grazie al suo coinvolgimento, la Warner Bros. fu disposta a investire qualsiasi somma necessaria per realizzare il film, prima che Spielberg decidesse di restare solo come produttore lasciando la regia a Joe Dante.

Il ruolo di Tuck Pendleton era stato originariamente pensato per un attore più anziano, prima che si decidesse di rendere il personaggio più giovane, ruolo poi affidato a Dennis Quaid.

Durante le riprese delle scene di interazione tra Quaid e Martin Short, Dennis Quaid recitava realmente da una cabina sul set; a fine scena chiedeva spesso altre riprese imitando la voce di Katharine Hepburn.

Sul set del film Meg Ryan conobbe Dennis Quaid, e la coppia si sposò in seguito.

Il regista Joe Dante compare in un cameo non accreditato come impiegato della Vectorscope, mentre i colleghi di Martin Short ai tempi di SCTV, Joe Flaherty e Andrea Martin, appaiono come pazienti in sala d'attesa; Chuck Jones e Rance Howard fanno brevi comparse come clienti al supermercato.

Le riprese si svolsero dal 28 luglio al 22 ottobre 1986.

Alcune scene dell'inseguimento del dottor Ozzie Wexler furono girate a Los Angeles, all'incrocio tra Hayvenhurst Avenue e Plummer Street e nel canale fluviario sottostante, luogo dove anni dopo sarebbero state girate anche alcune scene di Terminator 2 - Il giorno del giudizio.

La scena dell'iniezione al centro commerciale fu girata utilizzando due location diverse: il Northridge Mall di Los Angeles e la Sherman Oaks Gallery.

Le scene ambientate nell'appartamento di Tuck Pendleton furono girate al numero 391 di Filbert Street, a San Francisco.

La scena finale del matrimonio fu girata presso la Wayfarer's Chapel di Rancho Palos Verdes, in California.

Insieme a RoboCop, Innerspace fu tra i primi film con la colonna sonora registrata in Dolby SR, una tecnologia analogica che riduce il rumore di fondo aumentando il rapporto segnale/rumore quasi ai livelli della successiva tecnologia digitale.

Il film vinse l'Oscar per i migliori effetti speciali nel 1988, l'unico premio Oscar vinto da un film diretto da Joe Dante.

Nonostante le recensioni positive e un incasso mondiale stimato in circa 95 milioni di dollari, Joe Dante ha definito il film un flop commerciale nel suo periodo d'uscita, addossando la colpa a una campagna pubblicitaria pessima e a un titolo poco efficace; il film sarebbe poi stato rivalutato grazie al mercato home video.

Lo stesso sceneggiatore originale Chip Proser ha dichiarato di non essere mai riuscito a vedere il film per intero, scherzando sul fatto di indossare una maschera quando incassa gli assegni legati al progetto.