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製片記實
全片幾乎都在路易西安納州巴頓魯治拍攝。巴頓魯治是路易西安納州的首都，也是該州僅次於紐奧良的第二大城，過去十年電視電影的片場建設持續增長。
馬修詹森曾在《超能失控》擔任攝影師，這回他在《驚奇4超人》擔任攝影指導，再度和導演喬許傳克合作。他以偽紀錄片、手持攝影風格拍攝《超能失控》，但《驚奇4超人》呈現的卻是較經典的攝影技巧，大部份的鏡頭都是用推軌、旋臂攝影機、穩定器拍的。
詹森使用了Arri Alexa攝影機，也就是電影風格的數位攝影機，規格為Super 35。 他說:「事實證明Alexa攝影機是很棒的選擇，因為幾乎每一場戲都會用到視覺特效。所以用數位環境來拍就很輕鬆。如果用膠捲的話，我沒辦法用同樣的方式來拍《驚奇4超人》，因為我拍的時候現場很暗，很多打光都併到場景裡了，所以Alexa給了我很大的彈性。」
詹森繼續說:「我們想讓所有的東西都保持真實感，必須小心維持平衡。我用了很多直接光源，所以你在畫面上看到的光就是打在那些鏡頭上。我跟 美術指導 克里斯席格還有 陳設 維克特佐夫洛還有他的部門合作，把很多燈具光源都整合到場景設計裡。所以我們可用直接用現場的燈具為現場做寫實光源。」
《驚奇4超人》 全片幾乎都在路易西安納州巴頓魯治拍攝。巴頓魯治是路易西安納州的首都，也是該州僅次於紐奧良的第二大城，過去十年電視電影的片場建設持續增長。本片有一半是在棚內拍的，另一半則是外景。路易西安納州出身的場景經理愛斯頓豪沃說:「我們找遍巴頓魯治各個角落，想知道這座城市可用的場景有哪些。」
Celtic Media Centre是路易西安納州最大的電影電視影城，也是本片主要攝影棚和製片辦公室的所在地。 美術指導席格在空無一物的攝影棚、廢棄醫院，甚至舊牧區，打造出郊區民宅、反烏托邦的軍事工業重地等場景。
《驚奇4超人》前幾週的拍攝工作都在攝影棚進行，佔去Celtic Media Center最大的空間，裡面有各式各樣的場景。美術組在 Celtic Studio佔地870坪的4號棚裡面，打造出巴克斯特大樓的地下實驗室，李德和同事在這裡建造之後瞬移到異次元時使用的量子門梭。這艘大行載具使用的先進科技是李德在牡蠣灣家中車庫發明出來的。製作團隊參考當地一所大學的粒子加速器，設計出高科技的工業風場景，加速器本尊也出現在另一場戲裡。
劇組花了三個月蓋這座場景，席格徹底使用寬敞攝影棚內的所有空間，連攝影棚原本的牆壁也變成實驗室的一部份。雖然實驗室中的科技比較接進科幻片的程度，他還是希望這些科技是以實際存在的科技為基礎。席格指出:「裡面都是能量和力的東西，所以我們試著用線圈和銅等元素增加嚴肅感。」
席格在設計實驗室的重點–李德的量子門梭時，保留了它先前出現在電影中的樣貌。他說:「我們想讓基本雛型維持李德原創方程式所計算出來的樣子。他發現這個形狀加上跟他的獨門科技放在一起是可行的，所以我們希望整部片從頭到尾都保持一致，這樣才會連貫。」
巴克斯特實驗室的場景設計保存了詹森的光源打光計劃。詹森說:「巴克斯特實驗室和Area 57是我們兩個最大的場景，使用的是寫實光源。所以很多燈具、日光燈、牆上的燈都是我們安排好的。我們把LED燈整合到所有的燈具裡，這樣我們就能控制他們的強度和顏色，可以在白天和夜晚模式間切換。」
李德在實驗量子傳輸的過程中，發現了異次元的存在，在異次元的真人演出部份主要都在Celtic的6號棚拍攝。傳克說:「我們想讓它看起來像地球，但是是地球初始的狀態。就跟穿越時空回到過去的感覺一樣，但不影響我們現存的世界。恐怖、外星感的地貌大家已經看到爛了，反之，我們這次要去的是一個非常危險，到處都有天然災害的地方。」
黑暗、狂風怒吼的異次元地貌，全都是劇組根據席格和美術組設計出的主要美術概念，再用視覺特效做出來的。席格表示:「喬許特別重視光線和質感。」席格在打造異次元的美術概念時，和同事一同研究了各星球的表面。在拍攝真人演出部份時，尤其是五人坐上李德的量子門梭，踏上改變人生的旅程時，劇組立起80呎x 50呎的藍色記憶泡棉台，再用108呎 x 148呎的綠板圍起來，之後由視覺特效小組以岩石地形、危險平原、高聳入天的岩柱、發光岩石、陡峭懸崖、火山熔岩、噴發的橘色灰燼等不尋常的地表狀態填滿，打造出神秘的異次元空間。
拍攝的那週，小組成員先到6號棚的異次元，麥爾斯泰勒、麥克 B 喬登、傑米貝爾、托比凱伯身穿艙外活動用的太空裝(EVA)，使得他們必須在戲和戲之間的休息時間，進到特設的冷卻站冷卻間。
劇組在Celtic Studios攝影棚進行數週的拍攝工作後，移駕到一間2013關閉的醫院，拍攝Area 57的部份。Area 57是一座由水泥、玻璃、鋼鐵打造的灰色空間，也就是政府的極機密基地。勇敢的四超人在那裡接受訓練，學習控制他們神奇的新能力，政府的終極計劃是要讓他們變成戰場上的最強武器。
場地經理豪沃回憶道:「克里斯席格要求Area 57必須是一條狹長的走道，看起來像是封閉的空間。我們洽詢巴頓魯治州立電影委員會，跟他們說我們在找二十世紀初期到中期蓋的醫院，因為我們知道那樣我們就能找到那種建築，尤其是那些長廊。大部份的現代醫院已經沒有那種走廊了。我們帶席格到那間醫院的時候，他滿意極了。」
由於該醫院在劇組拍完電影後就會整個拆除，地主授權給劇組，讓他們可以依據電影場景需求任意改裝內部。美術組花了近兩個月的時間把一樓的內裝幾乎拆光，以打造灰色水泥玻璃和鋼鐵做的高科技拘留室、觀察區、監視室、測試實驗室、住宿區。劇組用醫療檢測跟監控器材佈置實驗室場景，但4超人的住宿區分別依照他們的生理需求和超能力有所不同。像是蘇的房間/圖書館跟強尼燒焦的房間。後者用燒不壞的水泥和鋼製家具佈置，但又看得到燒過的痕跡。
Area 57的住宿區中，最有個性的就屬蘇史東的房間了。陳設組佐夫洛說:「蘇的房間很像診所，變得有點像個繭，讓她可以躲進去。蘇變得很內向，躲在自己給自己的沉默中，直到李德重新進到她的生活。我們試著讓它看起來好像她在裡面很舒服，但整個空間還是很冰冷。」
Area 57的色調偏灰，幾乎沒有什麼彩度。佐夫洛補充說: 「那裡很暗，很有氣氛。我們講的不是陽光歡樂的超級英雄故事。」Area 57反應迅速的安全部隊由背景演員及特技演員擔綱，本片軍事科技顧問強尼霍夫曼與他們密切合作，確保他們的動作和技巧忠於現實。強尼霍夫曼為前海豹部隊成員，曾在彼得柏格的《紅翼行動》演出抗塔利班協調員，他在本片亦為服裝、道具組顧問，確保畫面上呈現出的美軍忠於現實。
李德在巴克斯特大樓的地下實驗室某側，是在當地的放射線研究中心拍攝的，主要特徵就是1.5 GeV的電子儲存環。這個電子儲存環從未出現在任何電影裡，也是這次劇組在Celtic Studios攝影棚內設計巴克斯特實驗室時的靈感來源。
位於巴頓魯治市中心3號街和Convention Street交口的舊路易西安納州州政府辦公大樓，則被用來拍攝虛構的巴克斯特學院外觀。為了把巴頓魯治街景變成紐約街景，美術組得替馬路鋪上柏油，畫上班馬線和公車線道，車輛負責人還借來好幾輛紐約市的公車和紐約市警局的車子。雖然夏天的巴頓魯治氣溫高達30幾度，200多位臨演卻得穿上厚重的冬裝，呈現紐約的冬天。