製作に当たり、キャメロンは「現代の技術では殺人ロボットの実現は不可能であるし、かといって未来の話ではセットに費用がかかるうえに観客にも受け入れがたいと考えた結果、未来の殺人ロボットが現代にやって来るタイムトラベルのアイデアが浮かんだ」と語っている[要出典]。
人選『ターミネーター』の公開2ヶ月前に、ロナルド・レーガン大統領と握手を交わすシュワルツェネッガー

主役のT-800について、企画当初の予定では続編『ターミネーター2』（1991年）に登場するT-1000のような、「一見すると貧弱そうな普通の男が異様な強さを発揮する」というキャラクターを構想していた。その候補にはランス・ヘンリクセンが挙がっており、パイロット版も制作されていた。また、O・J・シンプソンをT-800役に配役する構想もあった[7]。

一方、俳優としてのキャリアが浅かったシュワルツェネッガーは、台詞を多く喋りたいという理由や主役を演じたいという理由から、カイル・リース役を望んでいた[7]。しかし、キャメロンはシュワルツェネッガーと会食した際にT-800の設定についての良いアイディアを1時間も力説され、この役には彼こそが相応しいと確信して変更する[7]。その結果、T-800はシュワルツェネッガーを象徴する役柄となり、シリーズを通して出演する名キャラクターとなった[7]。なお、次作『ターミネーター2』以降は悪役から主役へと立場が変化し、人類側（ジョン・コナーを守る立場）として活躍するようになる。

本作以前のシュワルツェネッガーは、『コナン・ザ・グレート』（1982年）のヒットもあって全くの無名というわけではなかったものの、元々オーストリア出身で強いドイツ訛りがあるうえ、当時は英語が不得意なこともあり中々役に恵まれず、苦労を重ねていた。しかし、却ってこの英語の不得手さがロボットであるT-800の非人間感と相性がよく、『コナン』に次ぐシュワルツェネッガーの当たり役となった[8]ことで、一躍国際的なスターへと上り詰めた。

カイルを演じたマイケル・ビーンも、オーディション当時は舞台劇の影響で南部訛りが強かったため、不自然という理由で落とされかけたが、エージェントによって南部出身者ではないと説明され、危機を脱した[要出典]。

なお、主役を交代したヘンリクセンは本作でブコビッチ刑事を演じている。
裁判

設定の一部について、1963年のテレビドラマ『アウター･リミッツ』のハーラン・エリスンが脚本を担当した2つのエピソード（第33話「38世紀から来た兵士」、第37話「ガラスの手を持つ男」）から剽窃したものである、との訴えがエリスン側から起こされた。結局、キャメロンは80万ドルを支払い、ビデオ化以降のエンドクレジットに「Acknowledgement to the works of HARLAN ELLISON」（ハーラン・エリスンの作品に謝辞）と追加することを条件に和解した[要出典]。
「38世紀から来た男」
未来から戦いしか知らない男がタイムスリップしてきて、愛や平和といった未来では存在しない感情や常識に触れていくことで、少しずつ人として変化していくストーリー。
「ガラスの手を持つ男」
高層ビルの中で、なぜか異星人に狙われるガラス製の手をもつ男が、奪われた指（実は指は記憶回路である）を一つずつ取り戻していく。それにより、自身が背負うことになった重大な使命を思いだすというストーリー。
エンディング

ガソリンスタンドにいた少年に「嵐が来るよ」と言われたサラが「ええ、わかってるわ」と返すシーンは「機械との戦争が待つ未来」を暗示させるものであるが、これは製作陣があらかじめ続編を意識していたことの表れともされている。元々は、破壊されたT-800のチップを技術者が回収するシーンに加え、最後の戦いを繰り広げた場所がサイバーダイン社であったという、より強い伏線を張ったエンディングであったが、キャメロンの「映画は説明しすぎず、観客の想像に任せたほうがいい」との判断により、カットされた[要出典]。