主创人员根据其设想每一种车辆的尺寸来确定每一个机器人的尺寸，这可以让变形金刚在地球上选择的伪装形式更为合理。片中有关火种的概念是罗伯托·奥奇的设想，他在思考为什么这些可以变形成交通工具的外星人会需要其他运输工具来前往某地的问题时想到了这一理念。这反映出一种希望将变形金刚的形象塑造得更像外星人的愿望，和第一世代中又重又大的形象不同。对设计产生重大影响的另一个因素则是日本武士的盔甲，变形金刚最初就是源自日本的玩具，所以这一因素也让其重新有了该国的特点。机器人的形象还需要看起来像外星人，不然他们就会与其他电影中根据人的形象设计的机器人太过相似。
霸天虎标志
主创人员与通用汽车公司达成协议，由后者提供大部分汽车人的变形伪装车型，这节省了300万美元的制作经费，通用汽车还提供了近200辆车用于在电影高潮的大战戏段中被销毁。美国军方提供了很大的支持，大幅提升了电影的真实感：片中出现了多架F-22猛禽战斗机、F-117夜鹰战斗机和V-22鱼鹰式倾转旋翼机，这三种战斗机都是首次在电影拍摄中动用；许多军人在片中出任群众演员，军方还给演员提供了真实的制服，此外片中还出现了A-10雷霆二式攻击机和AC-130空中炮艇。克里斯蒂安·霍奇上尉（Captain Christian Hodge）开玩笑称自己必须向上级解释为啥电影主创人员想把大部分飞机都描绘成邪恶的霸天虎，不过他也表示，“大家都喜欢坏家伙”。
擎天柱
拍摄导演迈克贝在霍洛曼空军基地进行拍摄
为了节省资金用于制作，导演迈克尔·贝主动减薪30%。他安排了一个为期83天的拍摄计划，为了达成这一目标，平均每天要进行比通常情况下更多的镜头调整。贝选择在美国而非澳大利亚或加拿大进行拍摄，以便能与了解自己工作方式的熟悉团队进行合作。2006年4月19日先进行了一次预拍，主体拍摄工作则于4月22日在霍洛曼空军基地（Holloman Air Force Base）展开，这里拍摄的是片中美军驻卡塔尔军事基地的桥段。为了在白沙导弹靶场拍摄撒克巨人与伦诺克斯上尉的队伍大战的桥段，这里先是进行扫描来清除未爆炸药，然后再开始建一个村庄，讽刺的是，这个村庄就是用来炸毁的。片中驾驭空中预警机的飞行员在台词上进行了即兴发挥，仿佛真是在打仗一般。
铁皮向地面开火反作用空翻
剧组还在胡佛水坝和五角大楼取景，这也是继九一一袭击事件以来首次有电影剧组获准在这两个地方进行拍摄。胡佛水坝的外景是在通常会有游客到达的10点以前拍摄的，接下来的时间则会转入水坝内部进行。片中用来囚禁威震天的机库建在洛杉矶西区的休斯飞机公司。片尾的高潮大战是前后花6个周末的时间在洛杉矶拍摄的，还有部分镜头是在环球影城外景场地和位于底特律的密歇根中央车站（Michigan Central Station）拍摄。剧组也获许在格里菲斯天文台（Griffith Observatory）取景，这里自2002年开始启动翻修工程后仍处于关闭状态。拍摄于2006年10月4日结束。此外，电影中还被发现使用了贝之前执导的电影《珍珠港》的片段。
特效斯皮尔伯格鼓励贝限制动作戏中机器人和背景元素对电脑绘图的依赖，像推土机撞破一辆客车的特技就是实景拍摄，摄影镜头放置在车辆撞击和爆炸场面中，来让戏段看起来更精彩。电影中使用的传统动画于2005年4月开始制作，贝表示片中四分之三的特效是由工业光魔公司制作的，其余的则是由数字领域（Digital Domain）完成，包括在北极发现威震天，迷乱被斩断的头和一台自动贩卖机经火种激活突变的镜头。许多动画师都是变形金刚的忠实粉丝，他们进行了多处自由发挥：片中爵士跳到破坏者身上攻击的桥段是参考1986年版电影《变形金刚》中的类似镜头。
变形金刚制作特效
工业光魔公司于2005年花了6个月的时间制作机器人变形的电脑动画，仔细对照了汽车模型上的每一个细节。起初这些变形过程都有遵循物理定律，但由于看起来不够刺激而改得更为流畅。贝拒绝了给角色面部采用液态金属的方案，而选用了“魔方”风格的造型。他希望可以在机器人身上多出现一些机械零件，这样可以令其看上去更有趣、真实、动态和快速，而不是像头笨拙的野兽。特技制作过程中的一个重要决策就是让车轮尽可能长时间地接触地面，这样机器人就可以在变形的同时保持运动。贝还要求动画师们观察两段武术表演和多部武侠片的录像，以期让电影中的打斗场面看上去更优美。
大黄蜂制作特效
由于变形金刚设计的复杂性，即便是像转动手腕这样就简单的动作也需要17个可视组件，铁皮的每只枪都是由约1万个部件组成，大黄蜂用一片面板来充当眉毛，还需用面部的多个零件回转来表现出微笑的效果，所有角色的眼睛都经过了扩瞳和亮化设计。据贝所说，“这些视觉效果是如此复杂，工业光魔公司花掉令人咋舌的38个小时只是为了渲染其中一帧的运动画面”，这也意味着该公司必须增加处理设备。每一个经渲染的零件无论是否有光泽，都必须看起来像是真正的金属，这一点给模型制作带来了很大困难，因为那些干净的车辆都要变形成老旧且伤痕累累的机器人。对机器人的特写镜头速度有所加快，来让其看上去更“酷”，但在广角镜头中动画速度就需要放缓，以营造出令人信服的重量感。每组镜头都拍了照片，用来给计算机再现照明环境作参考，以求让机器人看上去像真的在这样的环境中活动一样。贝之前曾导演过多部汽车广告，他清楚光线追踪正是让这些机器人看上去更真实的关键，电脑合成模型的真实程度就取决于周围环境反射到这些模型上的程度。机器人都经编程植入了多种模拟，以便动画师们专心于对所需特定区域的动画制作，来让镜头看上去更真实可信。
音乐曾与迈克尔·贝在《逃出克隆岛》中合作过的作曲家史蒂夫·贾布隆斯基先为本片的预告片谱写了配乐，之后再为电影本身谱曲。曲目的录制工作于2007年4月在加利福尼亚州的卡尔弗城进行。所有曲段使用了六大主题，全长约90分钟。汽车人拥有三个主题，其中“擎天柱”（Optimus）代表了这位汽车人领袖的智能和仁慈，另一个主题则在几位汽车人降临地球时演奏。霸天虎和火种都有相应的主题。贾布隆斯基的导师汉斯·季默也在配乐创作过程中提供了帮助。
