原著小说作者Andy Weir是一名专业码农，他甚至编写了软件来精确计算从地球到火星的航行时间。最开始为了好玩，在自己的博客上免费发表”The Martian”这部作品，后来读者建议他将Kindle电子版发布在Amazon上，当时这部书的价格为0.99美元。

编剧德鲁·高达原计划执导本片，但后来由于忙于拍摄《险恶六人组》而退出了导演一职。后来雷德利·斯科特看过剧本后非常喜欢，甚至推迟《普罗米修斯》续集的拍摄，火速接过导筒。

导演雷德利·斯科特亲自绘制了一张剧本封面草图，内容是马特·达蒙的角色在火星上说“我要用科学在这个星球上干出生天” (I am gonna science the shit out of this planet)。这张草图在2014年12月5日随美国“猎户座”载人飞船的首次未载人试飞上太空，并围绕地球飞行两圈。

影片搭建了大约20个场景，这相对于其他影片来说并不算多，不过这些场景在工艺上非常精湛。就雷德利·斯科特的作品来说，他在《法老与众神》中用了70个场景，在《美国黑帮》中更是用了多达100个。

影片一开始本来打算在澳大利亚拍摄，但是当地政府不同意，所以没有实现这个计划。后来选择在布达佩斯（匈牙利首都）拍摄，因为当地拥有世界上最大最高的摄影棚之一。

剧组真的在摄影棚内种了土豆，并且完全靠其自然生长，用于拍摄马特·达蒙在火星上种植食物求生的场景。

火星表面的气压平均为600帕(0.087psi)，约地球海平面气压100千帕(14.69psi)的0.6%。因为气压太低，火星上的一个“猛烈风暴”实际上相当于清风拂面。作者Andy Weir承认这是他的小说里最大的漏洞。

剧组发现现实中的火星宇航服巨大而笨重，就像巴斯·光年的飞行服似的。斯科特也不喜欢这样的衣服，因此最终的设计在参考原版的基础上增加了更多实用性和美观性。

影片没有反派人物，并没有谁会阻止马特·达蒙生存和返回地球，除了火星的自然环境。

马特·达蒙的个人场景拍了连续五个星期，以致于他直到电影宣传期才有机会跟其他大部分演员碰面。

马特·达蒙的角色在影片后期因节食而身形暴瘦，虽然达蒙愿意为此减去大量体重，但是导演没有同意，所以最后采用了替身。

杰西卡·查斯坦出演过《星际穿越》，但没有穿过宇航服，而安妮·海瑟薇却几乎是全程穿着宇航服表演的。因此，查斯坦也在海瑟薇那里得到些建议，在宇航服里面穿一件凉爽的打底衣服，不然要热疯。

“劳模姐”杰西卡·查斯坦在电影拍摄前访问了JPL（喷气推进实验室）和NASA，跟真的宇航员见面，还读完了原著小说。

唐纳德·格洛弗在拍摄自己第一个场景时跌倒了，这个镜头被放进了电影里。