早在2011年，詹姆斯·卡梅隆（James Cameron）翻就有翻拍经典科幻电影《奇异的旅程》（Fantastic Voyage）的计划。卡梅隆并不亲自执导，而是担任影片的监制，本片也将由他旗下的光风暴公司（Lightstorm Entertainment）出品。不过，在原定的导演人选肖恩·利维（《博物馆奇妙夜》、《铁甲钢拳》）以及男主角威尔·史密斯（《黑衣人3》）接连退出后陷入停滞。
以担任《蝙蝠侠：黑暗骑士》《超人：钢铁之躯》编剧而闻名于世的大卫·S·高耶（David S. Goyer）不仅此次将担任编剧，同时也将担任其中之一的出品人。他的加盟不仅意味着影片的筹备将加速进程，而且本片也有了加大制作投入成为“超级大片”的潜力。
上映于1966年的经典惊悚科幻电影《奇异的旅程》改编自同名科幻小说，是第一部利用微缩科技拍摄人体内部的科幻片，也是《惊异大奇航》的前身。该片曾获得1966年奥斯卡最佳艺术指导和最佳视觉效果奖。
卡梅隆在一次采访中透露：这部新版的《奇异的旅程》也将有着情感的“内核”，故事主要是关于一位经历了数次的波折的医生，最后他将自己缩小，并进入了患病妻子的身体中，由此为她治疗疾病，这次“奇异的旅程”的高潮将出现在进入了妻子的脑部的阶段。