Сцены посадки на Луну, а также движения астронавтов, полёты космических кораблей, состояние невесомости выглядят настолько реалистично, что в Америке до сих пор распространены слухи, будто в 1970-х годах Кубрик участвовал в так называемом «лунном заговоре» и снимал в Неваде сцены высадки на Луну американских астронавтов проекта «Аполлон».
Пропорции Монолита соответствуют пропорциям главного здания ООН в Нью-Йорке (1:4:9, то есть равнялось отношению квадратов первых трех натуральных чисел).
Спутник Сатурна Япет, на поверхности которого (согласно роману А. Кларка) находится третий «монолит», и к которому, собственно, направлялась экспедиция «Discovery» — действительно очень странное небесное тело. Одно его полушарие значительно темнее (по альбедо) другого.
Фрэнк Миллер, который озвучивает управление полётами, был военнослужащим ВВС США в реальной жизни и контролировал реальные миссии. Его утвердили на эту роль, потому что его голос был самым подлинным, который кинематографисты смогли найти. Неопытный и нервный, он не мог удержаться от постукивания ногой во время записи сессии, и тогда неоднократно приезжавший на запись аудио треков Стэнли Кубрик сложил полотенце, положил его под ноги Миллера, и сказал ему, что теперь можно стучать вволю.[32]
В честь книги и фильма, НАСА назвала орбитальный аппарат Mars: 2001 Mars Odyssey.[33]
Стэнли Кубрик был очень внимателен к деталям: для съёмок были сделаны инструкции по использованию различных узлов космических аппаратов.[34][35]
В 2011 году компания Samsung в судебном разбирательстве с Apple апеллировала тем, что прообраз iPad можно увидеть в «Космической одиссее 2001 года»[36].
В компьютерной игре Spore есть момент, который ссылается на фильм: в момент, когда персонаж достигает стадии «Племя», можно просмотреть ролик, который копирует стадию, когда неандерталец учится использовать кость. Он также сопровождается характерным саундтреком. На стадии «Космос» существует возможность устанавливать на планеты с более низким развитием местных существ объект Монолит, по форме и назначению аналогичный монолиту в фильме.