«Незнайка на Луне» снят по классической технологии полной анимации («Конек-горбунок», «Сказка о царе Салтане» и «Золотой петушок»), которая не использовалась долгое время в 90-ых в связи с выской себестоимостью.При разработке персонажей мультфильма решили не придумывать им новый облик, а использовать тот, что нарисовал Генрих Оскарович Вальк, который иллюстрировал первые издания трилогии Н.Носова. Тем не менее Незнайка в мультфильме отличается от того, что был на иллюстрациях (на них Незнайка — брюнет). Специально для мультфильма Вальк нарисовал новый облик Незнайки, который было легче анимировать.Над фильмом работали известные российские аниматоры Юрий Бутырин, Александр Мазаев, Эраст Меладзе, а также молодые таланты Александр Люткевич, Андрей Игнатенко и Владимир Гогурин. Сценарий написали драматурги В.Голованов и С.Иванов. В качестве шеф-консультанта проекта выступил патриарх отечественной школы мультипликации, режиссер Федор Савельевич Хитрук (автор Винни-Пуха и Бонифация).Над озвучиванием мультфильма работали известные артисты, чьи голоса будут узнаны многими: Венера Рахимова, Клара Румянова, Александр Леньков, Михаил Кононов. Не обошлось и без звезд эстрады: Кристина Орбакайте озвучила роль Звездочки и исполнила ее песни.