L'idea di base del film venne principalmente da Nicolas Cage, che voleva esplorare un mondo mistico e interpretare un personaggio con poteri magici; su suggerimento del suo amico produttore Todd Garner, decise di realizzare un lungometraggio basato sul segmento omonimo di Fantasia.

Il progetto fu annunciato dalla Disney il 12 febbraio 2007.

Il film contiene diversi omaggi al segmento originale di Fantasia, come la scena in cui Dave anima delle scope per pulire il laboratorio e la comparsa del cappello di Topolino nella scena post-crediti.

La maggior parte delle riprese fu effettuata in esterni a New York, in luoghi come Washington Square Park e Eldridge Street a Chinatown.

Il laboratorio di Dave fu girato in una stazione della metropolitana abbandonata sotto il municipio di New York oppure in una ricostruzione in studio della stessa; il Bedford Armory di Crown Heights ospitò diversi set del film, tra cui il laboratorio con generatori a bobina di Tesla inattivi, l'appartamento di Drake Stone e parte di Chinatown.

Il 4 maggio 2009, durante le riprese di una scena d'inseguimento, una Ferrari F430 si schiantò contro la vetrina di un ristorante Sbarro a Times Square, ferendo due passanti, uno colpito da un lampione caduto; le riprese ripresero la sera successiva, quando si verificò un secondo incidente, entrambi attribuiti alla pioggia che rendeva scivolose le strade.

Per rendere la magia più credibile, la produzione scelse di privilegiare effetti pratici sul set, come fuoco reale creato con fluidi o polvere flash per ottenere fiamme colorate.

Per fornire un riferimento luminoso ai fulmini di plasma, gli attori indossavano guanti con display a LED per farli brillare prima di aggiungere l'effetto generato al computer; gli oggetti fluttuanti venivano invece lanciati con fili o tenuti da controfigure in tute verdi a chroma key.

Il poema sinfonico originale di Dukas, L'apprendista stregone, viene utilizzato nella scena in cui Dave anima una scopa, come omaggio diretto al segmento di Fantasia.

Nel luglio 2010 la rivista Parade inserì il film al primo posto nella sua lista dei 'peggiori disastri al botteghino del 2010' fino a quel momento.