Sur la terre des dinosaures, le film 3D est adapté de la série télévisée britannique de 1999 appelée Sur la terre des dinosaures. Lancée par BBC, cette série documentaire a été le lancement de plusieurs séries du même genre comme Sur la terre des monstres disparus (2001) ou Sur la terre des géants (2005).
Le designer des personnages David Krentz est habitué à la modélisation de dinosaures puisqu'il a travaillé au même poste sur Dinosaure (2000), le film de la Walt Disney Animation Studios, mais également sur le documentaire de la chaîne américaine Discovery Channel, Dinosaur Revolution.
Sur la terre des dinosaures, le film 3D est une coréalisation entre Neil Nightingale - producteur de documentaires principalement pour la télévision, dont ce film est la première réalisation - et Barry Cook, qui signe son troisième long métrage dans le domaine de l'animation après avoir coréalisé Mulan (1998) et Mission : Noël, Les aventures de la famille Noël (2011).
Le comédien Justin Long, qui incarne Patchi dans le film, est déjà habitué aux studios de doublages. Il a notamment campé Alvin à plusieurs reprises dans Alvin et les Chipmunks (2007) et ses nombreuses suites, mais aussi Lem dans Planète 51 (2009) ou encore Humphrey dans Alpha et Omega (2010).
C'est en ayant vu Avatar (2009) de James Cameron que le réalisateur/producteur Neil Nightingale a pensé utiliser la technique de 3D-relief afin de raconter une histoire sur les dinosaures.