Il progetto è stato annunciato da Walden Media a settembre 2001; Eric Brevig è stato assunto per dirigere il film basato sul romanzo omonimo di Jules Verne. La sceneggiatura è stata scritta da Michael D. Weiss, Mark Levin e Jennifer Flackett.

Il film trasporta il romanzo di Verne ai giorni nostri, presentando una finzione in cui il romanzo esiste realmente nell'universo del film; cioè il romanzo esiste anche dentro il film.

Il personaggio Sean, interpretato da Josh Hutcherson, è stato nominato prendendo ispirazione da Dr. Sean Anderson, un vero professore e biologo della conservazione.

Lo sviluppo e la produzione del film sono stati completati in Canada e Islanda a marzo 2006; le riprese principali iniziarono il 20 aprile. Il film è stato girato in gran parte con effetti pratici reali, solo i paesaggi e le creature sono stati aggiunti tramite animazione digitale.

La grafica computerizzata del film è stata prodotta da Meteor Studios, una società canadese; la società è fallita subito dopo aver completato il lavoro e non ha pagato gli stipendi ai dipendenti per tre mesi. Dopo una causa e l'intervento diretto di Brendan Fraser, il personale dell'ex Meteor ha raggiunto un accordo sul 70% dei propri crediti.

Il film ha presentato un formato speciale di cinema 4DX nella città di Seul, Corea del Sud, che utilizza poltrone mobili, vento, spruzzi d'acqua, effetti luminosi, nebbia e odori.

Warner Bros. ha commercializzato il film come un'attrazione di un parco tematico; tuttavia, quando è diventato chiaro che il film sarebbe stato proiettato in molti meno cinema in 3D del previsto, lo studio è stato costretto a cambiare leggermente la sua strategia di marketing rimuovendo il termine '3D' dalla campagna.

Nel 2009, una versione '4-D Adventure' di 15 minuti prodotta da SimEx-Iwerks è stata proiettata in vari cinema 4D in tutto il mondo con effetti sensoriali che includevano poltrone mobili, vento, nebbia e odori.