• 奈杰尔·达文波特和马丁·鲍尔萨姆都曾为片中电脑哈尔配音。当时达文波特已经赶到片场，在镜头外念出哈尔的台词，但导演库布里克认为达文波特的英语口音不佳，几周后便解雇了他。一位助理导演曾想兼任此职，但伦敦口音过重。后来，鲍尔萨姆在纽约录制了哈尔的对白，但库布里克仍不满意，最终，道格拉斯·雷恩在影片后期制作期间重新录制了哈尔的所有台词。
• 在片中为任务控制配音的弗兰克·米勒是一名真正的美国空军指挥控制中心军官。
• 在库布里克最初接触科幻作家亚瑟·克拉克时，克拉克曾建议改编自己于1948年完成的短篇小说《哨兵》，最终，影片中只有在月球上的桥段是源自这部小说。
• 库布里克最初计划请阿历克斯·诺斯(Alex North)负责为本片配乐。但在影片拍摄期间，为了培养表演情绪，库布里克在片场放起了古典音乐，并且取得了很好的效果，随即，库布里克决定将古典音乐作为影片配乐。
• 为了加快影片情节发展的节奏，在纽约首映之后，库布里克剪掉了19分钟画面。
• 在片头场景中，除了两只小猩猩之外，所有的猿都是由演员扮演。
• 虽然影片上映时是宽银幕立体电影，但影片并非是由三部摄影机摄制而成，而是用一台装有70毫米胶片和变形镜头的摄影机拍摄完成的。
• 为了拍摄月球表面的场景，库布里克使用了数吨沙子，这些沙子都经过清洗和染色。
• 当时美国人工智能的领军人物马文·明斯克(Marvin Minsky)曾任本片顾问，在片场时差点被坠落的扳手砸死。
• 片中电脑哈尔在关机时唱的歌出自IBM7094，当时是1961年，是第一首由电脑唱出的歌。
• 在小说中，电脑哈尔的年龄只有4岁，在片中却有9岁。
• 洛克·赫德森在看过本片首映后，走出门口说道：“谁愿意告诉我这部电影是关于什么的？”
• 编剧亚瑟·克拉克曾说道：“如果你能理解2001的全部，那我们就失败了，我们要提出的问题超出我们的想象。”
• 在将影片卖给英国电视台时，库布里克要求影片以“信箱”格式播放，即在画面的上下方都有黑色区域。但BBC电视台抱怨说在外太空的画面中黑色区域容易与画面混淆，在首次播出时，电视台在黑色区域中添加了假星星，库布里克得知后强烈反对，于是电视台再没敢继续。
• 库布里克的女儿在片中扮演了弗洛伊德博士的女儿。
• 影片名片中出现“2001”是因为2001年是新世纪的第一年，1999年，亚瑟·克拉克曾召开新闻发布会，他称自己因太多人认为2000年是21世纪的第一年而感到不安和沮丧。
• 剧本的最初版本只用了58天便创造完成。
• 片中大概有88分钟没有对白。
• 在《娱乐周刊》评选的“影史百部佳片”榜单中，本片名列第26位。
• 为了纪念小说和本片，美国航天航空管理局将一颗火星命名为“2001火星漫游”。
• 在影片刚刚开始的一段镜头中，地上死去的斑马是在一匹死马身上画上斑纹伪造成的。
• 为了让电脑哈尔说话的语调悠闲舒缓，给它配音的道格拉斯·雷恩在录音棚中也彻底放松，将光着的双脚放在了枕头上。
• 全片只有205个镜头是特效镜头。
• 当宇航员进行首次舱外活动时，可以清晰发现悬吊演员绳索的阴影。
• 在月球上的场景中，宇航员的头盔映出了拿着手持摄影机的库布里克。
• 当从分离舱重新回到飞船时，波曼深吸了一口气，这个动作是不合常理的，在进入真空的空间前，应该深呼气，否则肺部可能爆炸。
• 当哈尔杀害冬眠中的机组成员时，虽然经历了数周的冬眠，但他们明显刮过脸，而冬眠时毛发胡须会继续生长。