除了大气压，别的都有科学根据
作家安迪·威尔一开始其实希望他小说的读者是“科技人看的科技书”，他为此做了很多研究，使其充满科学与数学知识。“我从未想过主流读者会感到任何兴趣，更别说像是这样的电影了。”
他一开始的构想只是单纯的人类登陆火星任务，后来加入了许多可能的任务失败情况。威尔故事的时间设定在不久的将来，大约12至15年后，而书中所提所有科学方面的东西都是可信的，都有现存理论的佐证。除了一个例外：火星上的气压很低(不到地球的百分之一)，威尔所描写的大风暴不可能出现。
“我需要一个让宇航员离开火星的方法，所以我允许自己稍微杜撰一下，”威尔说道。“况且，我觉得风暴感觉会很酷。”
影片的开头，火星登陆小组本来计划31个火星日的任务，但是风暴发生在第18天，造成一段天线穿透了沃特尼的宇宙飞行服，使得他的侦测器失效，人失去意识。(“火星日”是指火星上的一个太阳日，大约是24小时40分)在发生了这可怕的意外后，马特·达蒙饰演的沃特尼的创意、决心与勇气将受到最严苛的考验。
火星的地貌是如何制作的？
《火星救援》的主要拍摄工作从2014年11月8日在布达佩斯开始进行。真正吸引剧组前往这城市拍摄的，是Korda片场附近的摄影棚。这个棚据说是世界上最大的一个，很适合来搭建火星的地形地貌，包括栖息地与火星探测车的发射台。
制片马克·哈夫曼说：“我们场勘过澳洲的内陆来作为火星的场景。但后来发现行不通，而且我们决定要将大部分火星的戏份在室内搭景拍摄。”导演斯科特说，剧组在约旦南部一个叫“玫瑰沙漠”瓦迪拉姆的地方找到了一个取景地，“我觉得这是一个美不胜收的地方，非常凄凉，我们把它作为火星地貌的参考。”
火星是红色星球，对于剧组来说，最大的难度是如何制作出火星上的天空，“火星中没有空气，不可能有天空，没有蓝天，但是我们知道有风、有尘。所以我们希望火星专家能够原谅我们，我们自己擅自做了火星中的尘和云。”
美国太空总署（NASA）是本片最主要的合作伙伴、顾问以及指导。制作人马克·哈夫曼记得在第一次制作会议，与雷德利·斯科特一起致电给美国太空总署时，非常开心得知他们竟知道这本小说，并且很热心地愿意开始合作关系，给予经验与指导。
剧组得到许可，得以拍摄卡纳维尔角的火箭发射，包括去年12月Orion号的升空，它是次世代设计的宇宙飞船，将为人类探索火星跨出第一步。
马铃薯是让人印象深刻的情节之一
火星是不太适合生存的，温差很大，夏天时从摄氏零下153度到22度，让人不知道该怎么穿衣服。呼吸更是个大问题，空气中95%都是二氧化碳。土壤中缺乏种植作物所需的细菌。有水，但仅以冰的形态存在。
创造一个人工的栖息地，是让人类能够探索这个星球的首要工作。在《火星救援》中，美国太空总署与喷射推进实验室，四年来一直用无人探测机空投预先加工过的栖息地组装零件以及各种资源、食物、装备。战神三号的组员抵达后将有些舒服的东西可以享用，像是计算机、感恩节大餐的包装食物以及狠角色ATV火星探测车。
在沃特尼遇到意外后，能够让他活下去的主要食物就是在栖息地内的几个马铃薯，身为一个植物学家的沃特尼，想办法制造出必要的细菌和氧气让火星的土壤肥沃，得以种植更多马铃薯。曾经挽救过整个文明免于饥荒的马铃薯，如今又要再一次延续人类的生命，而且是在另一个星球上。这也是影片最令人印象深刻的情节之一。
头盔和火星探测车做的都不简单
影片中宇航员的头盔加上宇宙飞行服共重达40磅，演员们穿上后得费力地蹒跚走过沙地，并对抗每小时65英里风速的强风。头盔配有六个灯，分别由一个小型的两段式遥控器来操纵。宇宙飞行服维生背包内的风扇，会将空气借由一条管子送至头盔内。头盔是由FBFX公司以真空浇注法制造，厚度约1至4厘米，重达9磅。
影片中两台原尺寸大小的火星探测车，作为先进的全地形农用车，探测车配有工业用的大轮子，能够行驶于崎岖不平的岩石地形。这设计还包括有液压鸥翼门、传动装置以及两公升柴油引擎，尽管它外部镶有太阳能电池板，好像它是完全依赖太阳能动力一样。
探测车在六号摄影棚被用来拍摄几个火星地形的镜头。剧组用了四千吨泥土和其他材料，来创造出与约旦“玫瑰沙漠”相同的地形地貌。“玫瑰沙漠”与火星红橙色的色调惊人地相似，而剧组的目标是将摄影棚及地理位置的视觉效果做天衣无缝的结合。
导演斯科特说，太空幻想在自己眼中是“另一种现实，它是一个壮阔的平台，一种任何事情都可能发生的戏剧形式。”而拍摄《火星救援》事实上要容易很多，因为能在很大程度上依赖原着中所描述的科学，依赖角色的设定以及NASA和喷气推进实验室人员的特殊性，“对我来说这是一部远远更加现实的电影”。
对于自己饰演的角色沃特尼，马特·达蒙解释道，“在拍戏的过程中，我们真的学会了种土豆，因为我们的摄影棚中有一小块土豆农场，我们天天盯着小土豆的苗，做演员就有这一点很好玩，就是可以学到很多五花八门的小技巧。”
