Fu il primo film della saga Mad Max prodotto senza Byron Kennedy, ucciso in un incidente in elicottero nel 1983 mentre il film era ancora in fase di preproduzione; la pellicola è dedicata alla sua memoria con una scritta finale "...for Byron".

George Miller ammise di essere stato riluttante a proseguire il progetto dopo la morte del suo socio Byron Kennedy, dichiarando di aver realizzato il film soprattutto per superare il trauma e il dolore di quella perdita.

Miller chiese all'amico George Ogilvie, con cui aveva già lavorato sulla miniserie tv The Dismissal, di co-dirigere il film con lui; Miller ha detto di non ricordare bene l'esperienza perché la stava vivendo in un momento di lutto.

Le riprese in esterni si sono svolte principalmente nella città mineraria di Coober Pedy, mentre il set di Bartertown fu costruito in una vecchia fornace di laterizi (il "Brickpit") a Homebush Bay, nella periferia di Sydney, e il campo dei bambini fu allestito nelle Blue Mountains.

Secondo il direttore della fotografia Dean Semler, il film si rivelò molto più impegnativo del precedente Mad Max 2 perché richiedeva ambientazioni molto più varie, ognuna con un aspetto visivamente distinto.

Con il suo budget, all'epoca dell'uscita Mad Max oltre la sfera del tuono fu il film australiano più costoso mai realizzato.

La colonna sonora fu composta da Maurice Jarre, che sostituì Brian May, compositore dei primi due film della saga; il film contiene inoltre due brani cantati da Tina Turner, "One of the Living" e "We Don't Need Another Hero (Thunderdome)".

"We Don't Need Another Hero (Thunderdome)" raggiunse il primo posto in Canada, il secondo negli Stati Uniti e il terzo nel Regno Unito, mentre "One of the Living", rieditata per l'uscita come singolo, vinse il Grammy Award per la miglior performance vocale rock femminile.

Il critico Robert C. Cumbow di Slant Magazine notò che diverse idee, temi e caratterizzazioni del film sembravano ispirati al romanzo post-apocalittico del 1980 Riddley Walker di Russell Hoban.

Roger Ebert definì il Thunderdome "la prima idea davvero originale sul modo di inscenare un combattimento dai tempi dei primi film di arti marziali" e una delle scene d'azione più creative della storia del cinema, assegnando al film 4 stelle su 4 e inserendolo tra i dieci migliori film del 1985.

Il termine "thunderdome" è entrato nell'uso comune per descrivere una competizione in cui il perdente subisce una grave conseguenza, diventando parte del linguaggio popolare grazie al film.