O roteiro de Gravidade foi escrito por Alfonso Cuarón em parceria com seu filho, Jonas Cuaron.
Esse é o primeiro projeto, desde o término da série de filmes do Harry Potter, em que o produtor David Heyman trabalha. O filme também conta com a parceria entre Alfonso Cuarón e Heyman, dupla que trabalhou junto em Harry Potter e o Prisioneiro de Azkaban.
Originalmente, Angelina Jolie foi escalada para o papel, mas não decidiu continuar. Muitas atrizes de hollywood fizeram testes, como Natalie Portman, que recusou o papel um pouco antes de anunciar que estava grávida. Após muitos testes, Sandra Bullock foi escolhida para o papel.
Originalmente, Robert Downey Jr. seria o intérprete do personagem que ficou com George Clooney. Downey Jr. deixou o papel por incompatibilidade com o estilo de atuação necessária para a produção.
Um treinador ajudou Sandra Bullock a aprender a se movimentar lentamente. A grande dificuldade da atriz foi em mover o corpo em um rítimo mais lento do que a fala.
A equipe de efeitos visuais desenvolveu um sistema com cabos, operados manualmente ou por controle remoto, para criar a ilusão de flutuação.
Gravidade foi o filme de abertura do Festival de Veneza 2013.
O diretor James Cameron declarou que Gravidade é o "melhor filme de espaço já realizado".