Les Mitchell contre les machines est le sixième film d'animation qui a pour compositeur Mark Mothersbaugh, après Tempête de boulettes géantes, Hôtel Transylvanie, L'Ile des Miam-nimaux : Tempête de boulettes géantes 2, Hôtel Transylvanie 2 et Hôtel Transylvanie 3 : Des vacances monstrueuses.
Danny McBride et Maya Rudolph avaient déjà partagé le casting vocal de Angry Birds et sa suite.
La présidente de la branche animationn de Sony, Kristine Belson, a dit que Les Mitchell contre les machines possède un style visuel proche de Spider-Man : New Generation, La Grande aventure Lego, Snoopy et les Peanuts - Le film, mais aussi Bob l'éponge - Le film : Eponge en eaux troubles.