《流浪地球3》演员阵容目前可以确定的有吴京、沈腾、刘德华、李光洁、李雪健、屈楚萧、赵今麦、金广发等。
刘培强可能以“火种计划”产物或数字生命形式回归，与儿子刘启（屈楚萧饰）的关系将成为情感主线，沈腾饰演新角色“棍棍”（一种可自我进化的量子生命体）将承担高难度动作戏，甚至涉及太空舱格斗与机械战甲操控。
影片首次引入“棍棍”这一全新设定，—种可自我进化的量子生命体，与MOSS的对抗或将揭示“数字生命计划”的终极秘密。
刘德华饰演的图恒宇将继续探索数字生命，其与女儿图丫丫的AI形态或成为扭转战局的关键；李雪健饰演的联合政府领导人周喆直将面临人类内部信任危机与AI威胁的双重挑战；赵今麦、屈楚萧等青年演员也将回归，延续“新人类”的成长叙事。
在制作层面，剧组启用华为云动态光照大模型，可自动匹配不同场景的光线折射角度；与商汤科技合作的“数字演员库”，通过扫描1000多名真人演员的微表情数据，实现角色年龄变化与太空失重状态的真实模拟。
拍摄技术方面，青岛东方影都的1万平方米单体摄影棚将搭建“太空基地”实景，配合120台动作捕捉摄像机实时生成骨骼动画；无锡国家数字电影产业园则负责后期特效，其自研的“穹顶光场”系统可实现微米级面部扫描，为刘德华的“数字生命”戏份提供技术支撑。
此外还有众多国内重工、科技领域企业合作。