Inicialmente, seria de Michelle Rodriguez o papel de Aeon Flux quando o projeto foi anunciado em 2003.
Para se preparar para sua personagem, Theron fez treinamentos com integrantes do Cirque du Soleil.
As filmagens de Aeon Flux foram interrompidas por mais de um mês, devido a uma contusão no pescoço sofrida por Charlize Theron quando ela quando rodava uma das cenas. Mesmo após o acidente, a atriz insistiu em realizar as cenas do personagem, dispensando o uso de dublês.
Esta foi a primeira vez em que Charlize Theron e Frances McDormand aturaram no mesmo filme. Elas ainda estiveram juntas em Terra Fria (2005).
Antes de Æon Flux, o cineasta Karyn Kusama só havia dirigido Boa de Briga (2000).
Baseado na série de TV de animação "Aeon Flux", lançada em 1995.