En regardant attentivement les différents portraits dans le film, les spectateurs avertis pourront trouver des noms et des visages (relativement) familiers : le grand inventeur Nikola Tesla (également mentionné dans Le Prestige et Coffee and cigarettes) orne un mur de la chambre d'orphelinat de Lewis, ainsi que Walt Disney lui-même dans le même bâtiment. On peut aussi voir la signature de Robh Ruppel, le directeur artistique du film, sur tous les tableaux de la famille Robinson.
Afin de bien se démarquer des studios Pixar (responsables de Toy Story, Monstres & Cie ou Le Monde de Nemo), les studios Walt Disney Animation (anciennement Walt Disney Feature Animation) exhibent leur nouveau logo avec ce film.
Stephen J. Anderson, comme son personnage principal, est ophelin. C'est un des éléments de l'histoire qui l'a particulièrement attaché au projet.
Le réalisateur de Bienvenue chez les Robinsons, Stephen J. Anderson n'en est pas à son premier coup de crayon. Il a auparavant collaboré au Département artistique de trois films Disney comme Tarzan, Frère des ours et Kuzco, l'empereur mégalo avant de s'attaquer à son premier long, entièrement réalisé en images de synthèse.
Parmi la casting vocal de Bienvenue chez les Robinsons, on relève la présence de deux grands acteurs de séries peu vus au cinéma: Tom Selleck, le héros de MagnumMagnum, ainsi qu'Adam West, l'ancien interprète de Batman dans la série éponyme des années 60.
Bienvenue chez les Robinsons est adapté du livre de William Joyce: Une journée avec Martin Robinson. L'auteur lui-même a déjà travaillé sur plusieurs films d'animation: en tant que développeur visuel sur Toy Story ou 1001 Pattes, et producteur sur Robots.