《光年正传》电影灵感来自曾参与制作《玩具总动员》系列（Toy Story）的导演Angus MacLane，“我一直在想当年是一部怎样的电影令安仔迷上了巴斯光年，如此渴望拥有这一个具备激光枪和太空翼的玩具？”于是就萌生了为巴斯光年创作前传的意念。当中有关“时间膨胀”（time dilation）和时空穿梭的科幻元素，更是深受《夺宝奇兵》（Raiders of the Lost Ark），《星球大战》（Star Wars）、《美国队长》（Captain America）、《飞侠歌顿》（Flash Gordon）等经典电影和日本动画启发。
至于因为时间膨胀带出的“时光飞逝”问题，令巴斯光年的好拍档艾莉莎指挥官，在故事中经历了年青到老年期，所以动画人员要为角色设计不同年龄的造型，在发色、皮肤、眼睛等细节方面突出她的转变，非常仔细。
由于巴斯光年在电影中穿梭不同时空，动画人员要为他设计几套不同年代的太空战衣。制作团队先与太空制服设计顾问商讨，亦从Smithsonian太空博物馆搜集数据。巴斯光年的第一套太空战衣标志着人类早期探索太空的时代，功能为重，身上配件较为大和笨重。在随后的任务，巴斯光年的太空战衣亦逐步升级，更加高科技、时尚和活动性更强。
导演当年在《玩具总动员2》担任动画人员，有份参与设计索克天王，这次再遇这一个角色感到份外兴奋。新版的索克天王设计，深受科幻元素和日本动画影响，尤其是机动装甲，风格极具未来感和太空感。全身由数百件组件合成，配上高科技武器，加上统领机械人兵团，气势十足！
制作人员为这场宇宙大冒险进行认真的数据搜集。他们专诚造访美国太空总署NASA，参与有关太空穿梭的速成课程，又参观了候斯顿的Johnson Space Centre、任务控制中心和飞行模拟训练，并向曾经驻守国际空间站的太空人取经学习，务求令电影真实感十足。
电影公司特别请来《星球大战》的制作人员John Duncan，设计和打造真的太空船模型，再输入电脑制成动画，务求令太空船更具真实感。电影中各款型号的太空船均十分注重细节，由仪表板、各式按钮和舱内设计，都做到真的一样，太空船发射场面亦极度逼真，让观众一起投入彼思独一无二的太空历险旅程。
电影中的神秘星球“狄简尼主卫星”（T'Kani Prime），距离地球4.2百万光年，是一一个与地球有天渊之别的外星星球。这一个星球不会自转，所以只有一半可以见到太阳，另一半永远在黑暗之中。星球上有袭击人类的树藤和巨虫。
这次为电影创作别具科幻感配乐的金像音乐家Michael Giacchino，多年来与彼思合作无间，曾经凭《冲天救兵》（Up）配乐赢得奥斯卡、金球奖和格林美奖。其他彼思代表作包括《超人特工队》系列（The Incredibles）、《五星级大鼠》（Ratatouille）、《反斗车王2》（Cars 2）、《头脑特工队》（Inside Out），以及《寻梦环游记》（Coco）。