NHK提供小川「火星」「100週年」兩個創作關鍵字，比起遙不可及的外太空設定，他們希望背景更貼近大眾的未來，故事核心與火星的世界觀等則由小川自由發想。西村透露，小川構思故事時，心中想的是美國獨立戰爭，希望故事聚焦移民火星的地球人對身分認同、歸屬的感受。
製作團隊為將小說中的火星世界具象化，特別編撰宛如旅遊指南的《火星步方》，內容涵蓋火星與地球的環境差異、組織架構、歷史沿革、法律制度，以及交通與生活細節。監製渡邊悟表示：「我們邀請多位火星研究專家，甚至參考一些難以界定的冷門領域，集結多方意見，完成世界觀設定。」這份《火星步方》在開拍前即發送給全體劇組與演員，確保每個人對火星世界有一致的理解。
影像請到曾參與《日本沉沒》《正宗哥吉拉》等片的日本名視覺特效專家尾上克郎，西村說：「我從開始這個企劃時，就鎖定了三個人：小川哲、菅田將暉、尾上克郎，三人缺一不可，而在特效這部分，我很清楚我絕對需要尾上的幫助。」尾上以豐富的經驗，針對CG比例、拍攝執行的可能性、預算控管等給予意見把關。渡邊分享：「尾上能判斷實景和特效如何取捨搭配效果最好，包括到沙烏地阿拉伯實景拍攝五天、在千葉縣出外景都是他的提議。」
