Joe Penna s’est fait connaître dix ans avant Arctic grâce à sa chaîne YouTube « MysteryGuitarMan » consacrée à la musique expérimentale et aux courts-métrages. Elle totalisait près de trois millions d’abonnés et plus de 400 millions de vues.
Filmé en Islande, Arctic est, de l’aveu de Mads Mikkelsen, le tournage le plus éprouvant de sa carrière. L’équipe s’est confrontée à des vents violents, des tempêtes de neige, une pluie glaciale et du matériel coincé dans la neige.
Joe Penna a eu l’idée d’Arctic deux ans plus tôt, en découvrant une image de Mars, version habitable. Il s’est alors demandé comment quelqu’un pourrait survivre dans un environnement hostile. Mais l’absence d’oxygène limitait le récit et le réalisateur a décidé de le déplacer dans le cercle arctique.