Angelina Jolie le cogió cariño al parche que lleva su personaje, todavía lo conserva.

La isla de las criaturas prehistóricas está inspirada tanto en King Kong (de la que incluso aparece el puente-tronco) como en El Mundo Perdido (el de Arthur Conan Doyle, que ha conocido varias versiones en cine, la más conocida y respetada en 1925).

En el primer ataque de los robots hay dos referencias a La Guerra de los Mundos: el sonido que emiten los rayos de los robots es el mismo que el de los trípodes, y la frase que Polly le dice a su editor por teléfono cuando lo ve llegar ("Están en la 6ª avenida... Están en la 5ª avenida... Están a 100 metros de aquí...") están sacadas literalmente de la famosa retransmisión radiofónica de la obra que Orson Welles perpetró en 1938.

Las antenas de radio desproporcionadas y su emisión de ondas "visibles" es una referencia al logo de la RKO, famosa productora de los años 30 y 40 que concibió películas como Ciudadano Kane.

El diseño de los aeroplanos es el de un cuerpo de aviación que existió realmente, los Tigres Voladores. Al igual que los de la película, no estaban vinculados a ningún gobierno. También lucharon en Manchuria contra los japoneses, durante la Segunda Guerra Mundial, hecho al que se hace referencia en el film, pese a que se desarrolla en 1939 (dejando claro que se trata de un "pasado alternativo" en el que la 2ª GM tuvo lugar antes).

Entre los barcos naufragados cerca de la isla del villano podemos encontrar el Titanic y el Venture (King Kong), del cual hasta podemos ver la jaula que encerraba al gorila.

La escena en la que Polly intenta alcanzar su cámara, que ha caido por un desagüe, es un homenaje directo a Extraños en un tren, en el que una llave corría la misma suerte.

Conran (director y guionista) se basó libremente en el personaje histórico Claire Chenault, líder de los mercenarios del aire de entreguerras llamados Tigres Voladores, para crear a Sky Captain.

Conran (director y guionista) profesa «una acérrima e incorregible admiración por varias cosas a las que estamos rindiendo homenaje en esta película», como El mago de Oz, película que le apasiona por muchos motivos. Para él, la búsqueda del escurridizo Totenkopf que emprenden Sky Captain y Polly es similar al viaje de Dorothy para ver al mago.

"El Mundo de Mañana" proviene del tema de la Exposición Universal de 1939 en Nueva York, una espectacular muestra de edificios modernos y futuristas, instalaciones e invenciones científicas.

Kerry Conran (director y guionista) sitúa los orígenes de Sky Captain y el Mundo del Mañana en un libro que tenía de niño cuando vivía en Flint, Michigan, a finales de los 60 y principios de los 70. Conran explica que, entre otras impresionantes ilustraciones, aquel «Libro de las maravillas» contenía una imagen de un amarradero para zeppelines en el Empire State Building (curiosamente, este edificio fue pensado para que pudiesen amarrar dirigibles realmente, pero la estructura de las calles de Nueva York impedía que estos artefactos se mantuvieran en el aire). Esta curiosidad relativamente desconocida se amplificó en la imaginación de Conran cuando vio la película King Kong.

El villano de la película es Laurence Olivier. Nada raro sino fuera porque está muerto.
Los responsables de la película cogieron material de otras películas para darle vida en forma de holograma en ésta.

Gwyneth Paltrow no cobró por su participación en el filme.