El director J. J. Abrams afirmó que no quiso que esta nueva entrega de Star Trek, llevase por título en nombre de la película seguido de números romanos, para evitar repetir títulos de las películas anteriores, como Star Trek II: la ira de Khan.
Alice Eve, Hayley Atwell y Teresa Palmer fueron propuestas para interpretar un papel en la película, aunque finalmente sólo seleccionaron a Eve.
La productora Paramount Pictures pidió al director J.J. Abrams que filmara la película en 3D, pero Abrams quería rodar la película en dos dimensiones con cámaras IMAX. Finalmente la película fue filmada en el formato IMAX y luego se convirtió en 3D en la post-producción. Este hecho marca un hito en la historia del cine, ya que es la primera vez que se convierte un formato IMAX en 3D.
Para interpretar al villano de la película se pensó en Benicio Del Toro pero rechazó el papel porque le pagaban menos de lo que él estipuló.