Atypical est la première création de Robia Rashid, auparavant scénariste sur Les Goldberg et How I Met Your Mother. "Après avoir travaillé quelque temps pour la télévision, je voulais m’attaquer à un projet plus personnel. J'étais consciente du fait que de plus en plus de personnes étaient atteintes d’autisme. Or, faire partie du spectre n’empêche pas leur désir d’indépendance. Et c’est ce point de vue qui m’a paru très intéressant.", explique-t-elle.
Avant de se nommer Atypical, le projet était connu sous le titre Antartica ("Antarctique" en français), en référence à la passion de Sam Gardner pour ce continent et ses manchots.
Afin de représenter l’autisme avec authenticité, Robia Rashid a notamment consulté Michelle Dean, une professeure travaillant au Centre de recherche et de traitement de l’autisme de l’UCLA. Présente lors du tournage, cette dernière a également lu les scénarios de chaque épisode et en a validé le montage. Lors du renouvellement de la série pour une deuxième saison, l’équipe a accueilli le scénariste David Finch ainsi que huit acteurs autistes. En outre, la production a fait appel au studio d’animation pour jeunes autistes Exceptional Minds afin de réaliser le générique.
Les ambitions d’inclusion de Robia Rashid ne se limitaient pas uniquement à intégrer des personnes autistes parmi l’équipe : "L’un de mes objectifs, en tant qu’être humain et femme de couleur est de mettre en valeur la diversité." Ainsi, au sein de la distribution, on retrouve notamment Nik Dodani d’origine indienne, Amy Okuda d’origine japonaise, Fivel Stewart d’origine amérindienne, ou encore l’actrice afro-américaine Angel Laketa Moore.
Après un long processus d’auditions de jeunes neurotypiques ou atteints de troubles du spectre autistique, le candidat idéal pour interpréter le protagoniste de la série s’est révélé en la personne de Keir Gilchrist. Le comédien a notamment joué dans United States of Tara et Une drôle d’histoire, qui traitent aussi de la santé mentale. "Je souffre d’anxiété et fais des crises de panique. Très jeune, je souffrais déjà de dépression. Ces histoires ont touchés une corde sensible en moi et permettent d’aborder un sujet important.", confie-t-il. Afin d’entrer dans la peau de Sam, Keir Gilchrist s’est beaucoup appuyé sur le livre "The Journal of Best Practices: A Memoir of Marriage, Asperger Syndrome and One Man’s Quest to Be a Better Husband" de l’auteur et scénariste David Finch.