不安定的精神状态和不可信的逻辑推理一直是诺兰电影中反复出现的主题：《记忆碎片》里面是一个失去记忆的受害者，《失眠症》是一个饱受失眠困扰的中年警探，《致命魔术》里面讲的是一个脑海中满是错觉的又一例病患，而《蝙蝠侠：黑暗骑士》的故事中则采取颠覆性的形式，从根本上就不再让那个隐姓埋名的超能好市民出现了。 《盗梦空间》是诺兰执导的第七部电影，也是他在科幻电影领域的首次试水，这部融合了《记忆碎片》的感官错乱和《黑暗骑士》的拍摄规模的影片拥有1.6亿美元的前期预算。 凭借《蝙蝠侠：黑暗骑士》为华纳影业赢得10亿多美元全球票房的英国导演克里斯托弗·诺兰，将再度与华纳兄弟电影公司合作，拍摄科幻大片《盗梦空间》（华纳兄弟公司为了能够与诺兰继续合作，抢先于其它公司获得了本片的制作发行权）。此次再度召集莱昂纳多·迪卡普里奥为首的群星阵容出演影片。 在《蝙蝠侠：黑暗骑士》里贡献戏份的迈克尔·凯恩（扮演老管家）和希里安·墨菲（扮演“稻草人”）加盟此片，女主角则包括了《玫瑰人生》的奥斯卡影后玛丽昂·歌迪亚、《朱诺》的女主角艾伦·佩吉。值得一提的是，该片还创造性地邀请了号称“小希斯·莱杰”约瑟夫·高登-里维特参演本片。 尽管在影片中有很多幻觉般的情节场景，作为诺兰的招牌风格，他还是习惯让整支创作团队尽量做到实景打造，而避免过多运用CGI技术。“我始终觉得最重要的，是在摄像镜头前做足该做的功课，下真功夫。然后，在必要的情况下，电脑成像会更容易提高实景排摄效果，起到锦上添花的作用。 诺兰坚持使用摄影机完成拍摄，电脑在他那里基本可以算是一文不值，这种操作方式在好莱坞简直就是让人无法相信的。实现这些都是多亏瓦雷·菲斯特和克里斯·科伯德的帮忙，他们一位是诺兰的御用摄影师，一位是邦德电影的特效总监，两个人一起帮助诺兰实现了老式电影技法的回归。影片的拍摄足迹遍布全球，单单主要场景的拍摄就涉及四大洲6个国家。在拍摄过程中，摄制组的演职人员可谓历尽艰险，经历了摩洛哥丹吉尔的酷热炙烤，又体验了加拿大卡尔加里的大雪纷飞。拍摄地还包括了东京，巴黎和洛杉矶，视觉效果团队为了做好一组车辆动作镜头，运用了人工降雨等手段完成了货运火车横扫市中心的情节。影片《盗梦空间》的拍摄计划诞生于《蝙蝠侠前传2：黑暗骑士》的拍摄期间，克里斯托弗·诺兰曾经考虑再度和亲密无间的搭档克里斯蒂安·贝尔合作，但克里斯蒂安·贝尔因为要拍摄《终结者2018》，以及之后克里斯蒂安·贝尔有自己其他的拍摄计划，所以他建议克里斯托弗·诺兰寻找其他他中意的演员来担任男主角。这时候克里斯托弗·诺兰想起另一位自己很喜欢但一直未曾正式合作的演员莱昂纳多·迪卡普里奥。 莱昂纳多·迪卡普里奥只知道本片是由克里斯托弗·诺兰写剧本和导演时，他就确定出演本片，甚至那时候他都不知道本片题材究竟是什么样子。 在早期，詹姆斯·弗兰科和克里斯托弗·诺兰会谈的时候曾经决定出演本片的角色，但由于档期冲突，他无法参演本片，最后约瑟夫·高登-莱维特代替出演了原定詹姆斯·弗兰科接下的角色。 演员当中，有5个是奥斯卡金像奖提名演员，分别是Leonardo DiCaprio、Tom Berenger、Pete Postlethwaite、Ellen Page和渡边谦。还有两个奥斯卡影帝影后，Michael Caine和Marion Cotillard。 在本片早期公布拍摄计划时，传言莱昂纳多·迪卡普里奥的角色名字叫Jacob Hastley，而艾伦·佩姬扮演的角色名为伊莎贝拉，后来正式公布本片具体细节的时候，两者都证明只是官方宣传上的烟雾弹，莱昂纳多·迪卡普里奥的角色叫Cobb，而艾伦·佩姬的角色叫Ariadne。 本片之前广泛认为克里斯托弗·诺兰是借鉴了日本导演今敏于2006年制作的动画片《红辣椒》的创意。但克里斯托弗·诺兰澄清了这一说法，他反复表示本片是完全原创的全新作品。 本片是汤姆·哈迪自2001年的《训练日》以来第一部在美国正式上映的作品。 男主角的名字“Cobb”，即柯布，发音和梵语、北印度语、乌尔都语、旁遮普语里的“梦”的发音相同。 电影中的“Eames”这一角色的名字是根据一对夫妻的名字：Charles and Ray Eames取的，这对夫妻在家具设计、建筑设计、先锋纪录片制作领域非常有名。 片中走廊失重中的打斗场景，演员约瑟夫·高登-里维特没有使用替身，所有动作都由他自己完成。 这是克里斯托弗·诺兰的第五部入围IMDbTop 250的作品，其他四部分别是记忆碎片Memento（2000）、蝙蝠侠前传Batman Begins（2005）、致命魔术The Prestige（2006）、蝙蝠侠前传2：黑暗骑士The Dark Knight（2008）。 莱昂纳多是Emma Thomas（电影监制）和Christopher Nolan的唯一主角人选。 导演本来想找James Franco来演Arthur一角，但由于档期问题无法合作。 Evan Rachel Wood才是演Ariadne的第一人选。但她拒绝了。后来导演考虑过Emily Blunt、Rachel McAdams和Emma Roberts。但最后还是选了Ellen Page。 埃文·蕾切尔·伍德是克里斯托弗·诺兰在原定计划里饰演Ariadne一角的不二人选，但她却拒绝了导演的邀请。最后这个角色由艾伦·佩姬来出演。但在最终敲定由艾伦·佩姬出演这个角色之前，艾米莉·布朗特、凯拉·奈特莉和艾玛·罗伯茨都曾经是克里斯托弗·诺兰考虑的人选。 这也是自从《Training Day》之后，Tom Berenger第一部在美国各大影院发行的电影。 这五年内，Nolan有三部电影，都邀请了Cillian Murphy出演，而且全部都有大部份时间要他蒙头。 Marion Cotillard和Ellen Page曾在2008年的奥斯卡角逐最佳女主角，Cotillard赢了。 电影里大部份的演员都是童星出道的。Leonardo DiCaprio小时候开始在电视出现。包括1990年《Parenthood》和1985年的《Growing Pains》；Joseph Gordon-Levitt第一次拍电视剧时只有七岁；1997年，Ellen Page在十岁时演电视剧《Pit Pony》；Lukas Hass还在幼儿园时便演出了1983年的《Testament》。 Ellen Page在酒店束发髻是因为，Nolan怕待会进入无重状态，她头发会乱。 片首，当Cobb、Arthur、Nash和斋藤各自在自己的梦境醒来时，都有一个镜头清楚拍到时钟倒转而行。