原作者の森には3年以上前からオファーがあり映像化は困難だと考えていたが、飛行機が綺麗な空を飛び回る映像だけでも観たいという思いから映画化が決定した。押井に監督のオファーが来た経緯は原作者の森が好きな映画に（押井作品と知らずに）『アヴァロン』を挙げたことによる。押井は自分に可能な仕事かと疑問を抱いてオファーを一旦断ったが、少し考えて気が変わり監督を引き受けた。

GYAO!で配信された予告編映像は庵野秀明、樋口真嗣、行定勲がそれぞれ手がけた。
脚本

脚本作業に入った当初、原作がシリーズ最終巻『スカイ・クロラ』（2001年）とシリーズ1巻『ナ・バ・テア』（2004年）の2冊までしか刊行されていなかったこともあり、映画では『スカイ・クロラ』と『ナ・バ・テア』の一部のエピソードを中心に描かれている。おおまかなストーリーや世界観は原作に準拠しているが、ラストも含めて原作と異なる設定も多い。細かな所では函南の下の名前が「ユーイチ」に変更されたり、笹倉が女性として描かれている。また前後に繰り返しの演出が見られる。
配役

主要なキャラクターの声優は1人に対し、60-70人のオーディションを行っている。草薙水素の声も同様にオーディションを行ったが決め手を欠き、最後まで決まらなかったが、別件で監督が菊地凛子と対談し、オーディションの候補に入っていなかったが、その印象からその場で出演を打診した。また、三ツ矢碧の声は脚本段階から栗山千明を想定していた。
演出手法

本作製作以前に培ってきた演出手法を封じ、『イノセンス』とはまったく違うシナリオ・演出法を持って、この映画を若者へ向けたエンターテインメント作品として作ろうと決意したという[22]。

当初監督は交信中の英語の会話は、たどたどしい方がリアルだと考えていたが、声優が英語に堪能であるとわかり流暢な英語に変更されている[23]。
舞台

主人公達はどこか日本とよく似た国の出身で、作中では『讀賣新聞』などが登場する。実際に読売のスタッフがデータ製作した。また、『讀賣新聞』2008年7月30日付朝刊の折込「スカイ・クロラ新聞」に、実際の紙面として作中に登場している（架空の）新聞記事が掲載された。小説での舞台設定は日本（のような国）であるが、映画ではヨーロッパとして舞台設定し、アイルランドとポーランドでロケハンを行っている。
キャラクターデザイン

ノベルス版の挿絵では草薙水素はショートヘアーだが、監督の強い要望でおかっぱ頭に変更された。これについて監督はスタッフからの反論を覚悟しており、「風になびく髪で心情を表現する」などの演出的な理論武装をしていたとのこと。しかし理由は第一に「おかっぱが好きだから」である。基本的にキャラクターデザインは西尾鉄也がゼロから担当しているが、自身が担当した『NARUTO』の絵柄に酷似しており、一部観客からはそれを指摘され、本人も否定はしていない[24]。
音楽

エンディング曲は当初、川井憲次が手がけていたが、監督がイメージソングだった絢香の『今夜も星に抱かれて…』（映画の書き下ろし曲ではない）を映像と合わせて聴いたところ、より映画に力を与えると判断した為、そのまま主題歌として採用される。
作品解説

押井は「若い人に、生きることの意味を伝えたい[25]」「本作が成功しなかったら辞めると語る[26]」と語っている。
反響

劇中、少年少女の容貌を持った「キルドレ」であるキャラクターがタバコを吸う場面が複数存在する[27]。これに関して、NPO法人の日本禁煙学会は制作関係会社に対する質問状を送付した[28][29]。

森自身は、「自分の作品が器になっていて、中にぴっちり僕の作品が入っている。溢れてもいないし、少なくもない」と、本作をとても気に入っているという[30]。
受賞

2008年9月、第65回ヴェネツィア国際映画祭コンペティション部門出品[31]。フューチャー・フィルム・フェスティバル・デジタル・アワード受賞[32]。