在父母離婚后，14歲的斯蒂文·斯皮爾伯格開始想象有一個外星人在陪伴自己，在他眼中，外星人是親人般的朋友，憑借這種想象，他年幼而脆弱的心靈得到了些許撫慰。1978年，斯皮爾伯格宣稱將拍攝一部名為“Growing Up”的自傳電影，而且拍攝周期僅需28天，雖然該片的拍攝計劃因《一九四一》的拍攝延期而被擱置，但斯皮爾伯格始終沒有放棄這一想法。斯皮爾伯格還考慮構思出《第三類接觸》的后續之作，并開始與約翰·塞爾斯聯手籌拍一部名為“夜空”（Night Skies）的黑色題材電影，影片將講述邪惡的外星人恐嚇一個家庭的故事。
赴突尼斯拍攝《奪寶奇兵》期間，斯皮爾伯格感到很無聊，于是有關童年的回憶再次占據了他的腦海。斯皮爾伯格將《夜空》的想法告訴給編劇梅麗莎·馬西森，又構思出一些次要情節，如巴迪是唯一一個友好的外星人，他和一個孤僻的孩子成了朋友，其中巴迪最終被遺棄在地球的情景激發了《外星人》的創作靈感。馬西森耗時8周完成了名為“E.T.and Me”的劇本初稿，斯皮爾伯格大加贊賞，可待劇本第三稿完成之后，與斯皮爾伯格會面的哥倫比亞公司卻認為本片不過是低幼的迪斯尼電影，不愿投資拍攝。斯皮爾伯格隨即找到了MCA（美國唱片公司）總裁西德·謝恩伯格，并與環球影業簽約投拍。
為了物色出演本片的兒童演員，斯皮爾伯格面試了300多名孩子，因為之前在《第三類接觸》中與5歲小男孩卡里·加菲合作過，所以斯皮爾伯格信心十足，他認為兒童演員比青年演員更好相處。羅伯特·菲斯克（Robert Fisk）推薦當時年僅10歲的小演員亨利·托馬斯扮演艾里奧特，不過在常規測試中，托馬斯表現欠佳，在隨后的即興表演環節中，托馬斯想起了剛剛死去的愛犬，于是潸然淚下，主創人員被他的真情實感打動了，隨即敲定由他來扮演艾里奧特。為得到邁克爾的角色，羅伯特·麥克納夫頓曾先后試鏡8次。扮演格蒂的德魯·巴里摩爾用自己組建朋克搖滾樂隊的故事贏得了斯皮爾伯格的青睞。
在片中為E.T.配音的帕特·威爾士是一位年近七旬的老婦人，每天兩包香煙造就了她的獨特嗓音，是本片音效師本·貝爾特發現了她，威爾士共錄音9個半小時，報酬僅為380美元。為打造出E.T.豐富多變的音效，伯特又另外錄制了16種聲音，其中包括他妻子的鼾聲、一位南加州大學教授的飽嗝聲以及馬、浣熊和海獺的叫聲。
在片中救治E.T.的醫生全由南加州大學醫學中心的醫生扮演，斯皮爾伯格之所以決定招募真正的醫務工作者，是因為他認為演員不可能自然流利的說出高難度的醫學術語。
造型設計師埃德·沃羅克斯（Ed Verreaux）曾耗資70萬美元制作出一個E.T.原型，但斯皮爾伯格認為毫無價值，于是請來曾為《第三類接觸》設計外星人的卡洛·蘭鮑迪（Carlo Rambaldi）操刀設計。外星人獨特的脖頸源于蘭鮑迪的畫作《Women of Delta》，其面部的設計則借鑒了卡爾·桑德伯格（Carl Sandburg）、愛因斯坦和海明威的面孔。本片制作人凱瑟琳·肯尼迪認為雙眼的效果至關重要，因此她特地前往朱爾斯·斯坦眼科學會（Jules Stein Eye Institute）研究人眼和玻璃眼球，并雇用學會的工作人員制作出E.T.的雙眼。劇組共制作出四只E.T.頭顱，其中一只用于組成機器外星人，其余的則負責完成面部表情。另外，劇組還找來兩個侏儒和一個無腿少年輪流穿著E.T.服裝進行表演。最終出現在影片中的E.T.耗時3個月才制作完成，總耗資高達150萬美元。
馬斯食品公司（Mars Incorporated）發現E.T.非常丑陋，認為如此形象注定會嚇壞兒童觀眾，于是不允許該公司產品M＆M出現在片中，而嗅覺靈敏的好時食品公司（The Hershey Company）則抓住商機，讓E.T.在片中大嚼該公司的里斯糖果，影片上映之后，里斯糖果的銷量驟增3倍。
本片于1981年9月開拍，為防止劇情外泄，影片在拍攝期間采用了“A Boy's Life”（一個男孩的生活）的化名。劇組要求演員必須關上房門才能閱讀劇本，而且出現在片場的所有人都務必佩戴身份卡。為激發出演員們真實可信的情感表現，斯皮爾伯格按照劇本故事的時間順序拍攝本片，而且第一次放棄使用情節串連圖板。當片中邁克爾第一次遇到E.T.時，E.T.的相貌也讓扮演邁克爾的羅伯特·麥克納夫頓著實嚇了一跳，以致他不由自主的向后躲閃并撞倒了身后的架子。按照時間順序拍攝還讓小演員們同E.T.建立起深厚感情，所以醫院中的場景格外感人。
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