Сценаристы для вдохновения изучали научно-фантастические романы Артура Ч. Кларка и Ларри Найвена.
Это первый раз, когда фильм серии «Звездный путь» снимался за пределами США. Были съемки для сцен со спецэффектами в Исландии.
Сценаристы Роберто Орси и Алекс Куртцман объяснили, что дилеммой для сиквела был выбор — столкнуть экипаж с новым злодеем или же сделать «исследовательский научно-фантастический сюжет», как в сериале «Звездный путь» (1966-1969).
По словам Джей Джей Абрамса понятие путешествия во времени, которое было в предыдущем фильме, использовалось преднамеренно, для того чтобы иметь больший простор для работы над новыми фильмами: «То, что теперь мы не зависим от временного периода, позволяет нам использовать любые моменты прошлого, либо же придумывать совершенно новые для создания сюжета».
Ремень безопасности Сулу то появляется, то исчезает во время сцены финальной битвы.
Когда старый Спок появляется на экране Энтерпрайза, изображение зеркально отображено. Это можно заметить потому, что у актера Нимоя вытянута мочка правого уха, а не левого.
В фильме на 57 минуте, когда Спок целует Ухуру, меняется расположение лица. То её голова к правому плечу, то в следующем кадре голова уже к левому плечу.
Когда Кирк лежит и умирает у двери с окном, Спок прикладывает свою руку к окну, и делает жест — «Вулканский салют», в следующем кадре его рука уже не показывает этот жест.