Во время съемок сцен в «Небесной башне» удалось избежать сразу нескольких проблем, которые возникли бы при использовании синих экранов. Во-первых, съёмки осуществлялись в «натуральном» освещении, проекция на экран была достаточно яркой, чтобы обеспечивать нужные оттенки на всей площадке и на лицах актёров; во-вторых, на этапе цветокоррекции не понадобилось убирать лишнюю «синеву», которую давал бы синий экран (особенно в таких количествах); ну, а в-третьих, актёры видели (почти) то же самое, что потом видели зрители, что значительно упрощало им задачу.

Модель летательного аппарата, которым пользуется герой Тома Круза (Bubbleship), была построена в полном размере. Она представляет собой гибрид вертолёта и реактивного истребителя. По словам Косински, ему хотелось показать в фильме «чистые, передовые технологии», а не типичные для постапокалиптики ржавые устройства, которые вот-вот развалятся. Непосредственным изготовителем модели стала компания WildFactory, специализирующаяся на промышленном концепт-дизайне (именно WildFactory делали модели мотоциклов для фильма «Трон: Наследие» (2010)). Модель «Bubbleship» была изготовлена в основном из алюминия, имеет длину 25 футов (7,6 метров) и весит около двух тонн. У этой модели было множество подвижных частей: поворачивающиеся двигатели, открывающиеся двери и т. д. При съёмках сцен с полётами использовалась вращающаяся кабина, где актёрам не раз и не два пришлось повисеть вверх ногами.

Фильм снимался с разрешением в 4k, однако в результате был выпущен на экране в разрешении 2k. Департаменту визуальных эффектов просто не хватило времени на то, чтобы сделать все нужные сцены в 4k. Для этого им понадобились бы ещё полтора месяца, а срок премьеры передвинуть было невозможно.

Ольга Куриленко предлагала сделать её персонажа француженкой, а не русской.

Декорации почти точь-в-точь повторяли здание настоящей Нью-Йоркской библиотеки, находящейся на пересечении 42-й улицы и Пятой авеню. Общая площадь постройки составляла 2861 квадратный метр.

Чистое небо вокруг башни формировали 20 проекторов, работающих в формате HD и демонстрирующих 34 независимых видеоролика. Изображение было разложено на 19 независимых слоев. Экраны получились 12 метров в высоту и более 150 метров в длину.

Старая консервная банка с проросшим цветком была создана по специальному заказу Косински. Вдохновением для этого цветка послужило растение, которое режиссер случайно увидел во время одного из скаутских турне по Исландии.

Съемки убежища повстанцев — «Вороньего гнезда» проходили на территории электростанции Market Street Power Plant, расположенной неподалеку от Батон Ружа. Считается, что это старейшая электростанция во всем Новом Орлеане. Она была построена в 1885 году и закрыта около 40 лет назад.

Среди выживших произведений искусства показываются «Колокол свободы», а также некоторые картины Клода Моне и Эндрю Уайета ("Мир Кристины»).

Футбольное поле было создано мастерами спецэффектов на основе кратера вулкана Хроссаборг в Исландии, потухшего более 10 000 лет назад.

По словам режиссера, источниками вдохновения для написания рассказа, комикса и создания фильма послужили фильмы — «Человек Омега» (1971), «2001 год: Космическая одиссея» (1968), «Бегущий по лезвию» (1982) и роман «Гиперион» Дэна Симмонса.

В начале фильма во время заставки «Universal» можно заметить располагающийся на орбите Земли «Тэт», речь о котором пойдет в фильме.

Съёмки фильма начались 19 марта 2012 в Луизиане, в городах Батон-Руж и Новом Орлеане. После небольшого перерыва производственный процесс продолжился летом того же года.

Прототипом роскошного воздушного мини-судна «The Bubble Ship», которым управлял Джек, стал всего-навсего утилитарный вертолет Bell 47 с прозрачным круглым куполом, увиденный Джозефом Косински на выставке в Музее Современного Искусства на Манхеттене. Эту «базу» предлагалось объединить с основными принципами внешнего вида корабля из фильма «2001 год: Космическая одиссея» (1968). И в конце концов к работе подключили инженеров NASA. У модели (в полный рост) раскрывались двери, а контрольная панель в кабине создавалась при консультациях Тома Круза, являющегося лицензированным пилотом.

В этом фильме Том Круз «обновил» свою любимую кепку бейсбольного клуба «New York Yankees» — первый раз со времен фильма «Война миров» (2005) он снова появился в ней на большом экране.

На площадке «Обливиона» Том Круз отметил свое 50-тилетие. Ради такой вехи Джозеф Косински презентовал звезде один из футуристических мотобайков прямо из фильма. Ну а Круз к общей неожиданности тоже ответил подарком: масштабной моделью (из высококачественного модельного металла) «Bubble Ship» в стекле.

Фильм мог окончательно получить от студии Universal имя «Горизонты» (Horizons), но с течением времени они сделали откат обратно к «Обливиону». В случае «Горизонтов» несколько изменился бы и сюжет — на более динамичный, т. к. предполагались воздушные города и набеги сталкеров с них вниз, на выжженную Землю, за потенциально полезными вещами.

Больше всего времени и сил у создателей эффектов заняла сцена пролёта по ледяному каньону. Сцена очень явно отсылает к «Звёздным войнам», однако если у Лукаса всё делалось «в камере», то для «Обливиона» этот пролёт сделали с помощью пакетов 3ds Max и Houdini. В «Максе» изготавливалась низкополигональная модель, которая затем уже детализировалась в Houdini с последующим импортом опять в 3ds Max для текстурирования и шейдинга. Пролёт по каньону занял у создателей спецэффектов больше всего времени — в сумме получилось около 15 месяцев. Работой занимались более двухсот человек.