• 编剧Harve Bennett负责创作23世纪的情景，编剧尼古拉斯·梅耶则负责20世纪的情景。
• 斯科蒂在这部电影提供了透明铝的公式。有趣的是，这种状态的铝23年后的2009年才最终被发现。
• 由于联邦星舰企业号 (NCC-1701)在上部电影中已被损毁，在这部电影的结尾，另一艘几乎与她一模一样的星舰联邦星舰企业号(NCC-1701-A)（吉恩·罗登伯里提出这艘船是由联邦星舰约克镇号改名而来，并非一艘专门建造的星舰）替代了她的位置。
• 片中那句有着俄语口音的“核动力舰艇”（“nuclear wessels”）实际上是随意之作。在电影拍摄中，使用了一部隐藏的摄影机来记录乌乎拉与切科夫在大街上随意询问路人的动作。情节中的另一句话（除了星际舰队军官外的）是一位女士说的：“我想它在海滩的对岸，在阿拉米达。”因此工作人员只得追上她，让她签署一份银幕演员公会的弃权声明，以能在最终的电影中保留她的场景。
• Saavik没有与其它船员一同返回地球的原因最初被解释为她在上一部电影《星际旅行3：石破天惊》（1984）中，与斯波克发生了关系并怀上了他的孩子，但在最后没有包含进电影中。
• 这部电影向在STS-51-L航天飞机任务中罹难的宇航员们致敬。他们在挑战者号航天飞机发射后第73秒的解体中丧生。
• 星迷艾迪·墨菲本来会出现在这部电影中。他应在电影中扮演一位教授，他在超级碗的中场休息时发现了显形的克林贡猛禽舰（他扮演的角色本应是电影中唯一一位相信舰船真实存在的人；其余的观众都以为这只是中场休息时的一个特别节目）。但是墨菲最后选择了接拍电影《金童子》（1986）。
• 在斯科特与苏鲁寻找建造装鲸鱼所用容器的材料这个情节中，一对亚裔夫妇从附近的小巷中冲出来并开始争论。在最初的设定中，那名妻子将把她的小儿子叫了出来，她的小儿子把苏鲁误认作是自己的叔叔，直到苏鲁意识到站在自己面前的是他的一位祖先。不幸的是，这名小男孩在拍摄这个场景时突然嚎啕大哭，工作人员们又因没有时间来重拍这一段而只好剪掉。
• 在Sulu驾驶直升飞机的情节中，最初是想让他偶然发现一架停靠在着陆台上的直升飞机，顺手牵羊开走。但是竹井乔治在当时恰好跑完一趟马拉松，浑身酸痛到使不上力，因此没有完成这个情景。
• 电影的副制片人柯克·撒切尔，在电影中扮演了在公共汽车上听庞克摇滚乐的一位年轻人。
• 影片中捕鲸人说的是芬兰语，而芬兰并不是一个捕鲸国度。
• 影片中克林贡猎禽舰的舰桥与在上部电影中同一艘猛禽舰的舰桥不同。
• 影片中Kirk骂出“double dumb-ass on you”一句时的情节是在旧金山卡尼市的哥伦布大街拍摄的，正对着著名的绿色铜面哨兵大楼。
• 由于这部电影取得了巨大的成功——是当时票房最高的“星际迷航”电影，让派拉蒙决定制作一套全新的电视剧集，即后来的《星际旅行：下一代》。由于时间上相近，有些地区的观众是先看到了《下一代》，然后才看到了本部电影。
• 在影片中，乌乎拉与切科夫登上了企业号航空母舰。而在拍摄的时候，真正的企业号正在海上巡逻，因此影片借用了同规格的游骑兵号航空母舰 (CVA-61)的场景。
• 由于影片中的部分场景需要进入航空母舰的工程舱，而当时企业号的核反应堆是高度机密的（在美国海军其他的核动力航母上亦是如此），制片方不可能被允许拍摄这些场景，即便是停靠在码头上。
• 剧情中假想的加利福尼亚州索萨利托“鲸类生物学会”实际上是在蒙特瑞湾水族馆拍摄的。
• 旧金山市的金门公园的情节实际上是在洛杉矶的维尔·罗杰斯州立历史公园拍摄的。
• 在电影的开头，一台Amiga计算机作为道具成为了斯波克使用的一台瓦肯超级计算机。这可从屏幕上显示出的Amiga的“Garnet”字体看出来，这个字体在屏幕上显示出斯波克正在学习的信息。
• 当游览团在看George和Gracie的坦克时，他们实际上是盯着一个砖墙。斯波克在坦克中的镜头是在绿幕上拍摄，用特效制作的。
• 这是简·怀厄特在2006年10月20日去世前的最后一部电影。
• 片中的鲸类研究所实际上是加利福尼亚州蒙特雷的蒙特利湾水族馆，研究所的标志也是水族馆的。
• 影片的故事设定在2286年和1986年。
• 片中Chekov和Uhura坐在岩石上看航母的场景是在圣地亚哥的北岛海军航空站拍摄的。
• 这是Robert Ellenstein在2010年10月28日去世前的最后一部电影。
• 这是第一部使用杜比立体声频谱录音的电影。