La série est basée sur les illustrations de l’artiste suédois Simon Stålenhag. Ses oeuvres ont été réunies dans les livres "Tales from the Loop" ("Ur Varselklotet") en 2014, puis "Things from the Flood" ("Swedish Flodskörden") en 2016. Antérieur à son adaptation à l’écran, un jeu de rôle populaire s’inspire également de son art.
Impressionné par l’esthétique des peintures de Simon Stålenhag, le créateur Nathaniel Halpern a également été attiré par une possibilité inédite : "L’idée de transformer des peintures en série télévisée était merveilleusement unique et passionnante pour moi. C’est ce qui a tout déclenché. En général, je regardais une peinture et imaginais une histoire. J’ai toujours essayé de trouver l’émotion universelle qui s’en dégageait afin de l’amplifier à travers la science-fiction."
Si la plupart des technologies fictives vues à l’écran sont directement basées sur les illustrations de Simon Stålenhag, certains appareils ont été spécifiquement créés pour les besoins de la série. Dans une volonté de cohérence esthétique, Nathaniel Halpern a donc fait appel à l’auteur suédois afin de concevoir quelques accessoires, tels que le bras bionique de George (Paul Schneider).
Alors que l’histoire se déroule dans une ville rurale de l’Ohio aux Etats-Unis, la série a en fait été tournée au Canada. "Nous filmions près de Winnipeg, entourés de neige. Nous avons très peu tourné face à des fonds verts. Tout était presque réel. Le département des décors a fait des miracles. La machine du Loop était tangible. C’était incroyable.", témoigne la comédienne Rebecca Hall.
Nathaniel Halpern a fait appel à un réalisateur différent pour chaque épisode. Parmi eux, on note la présence de Mark Romanek pour le pilote, tandis qu’Andrew Stanton et Jodie Foster ont respectivement dirigé les épisodes 4 et 8. "J’ai adoré la façon dont Mark a traité le genre dans Never Let Me Go. Je recherchais ce même équilibre entre science-fiction et émotion. (…) Andrew Stanton, j'avais travaillé avec lui sur Legion et je comptais sur sa formation chez Pixar. Quant à Jodie, je ne la connaissais pas avant ça, mais elle a apporté une réflexion et une sensibilité très justes au dernier épisode.", a commenté le créateur.