La serie si propone come uno spin-off della saga cinematografica di Terminator. Precisamente, le vicende narrate nelle due stagioni prodotte, sono ambientate dopo il secondo film, Terminator 2: Il giorno del giudizio, quando Sarah Connor, il figlio John e T-800 riescono a distruggere T-1000, impedendo che simili tecnologie possano in futuro essere impiegate per creare una nuova minaccia. Grazie a un paradosso temporale, la serie succede anche il terzo film, Terminator 3: Le macchine ribelli, nel quale si scopre che il giorno del giudizio non è stato realmente scongiurato ma solo rimandato, e che Sarah è morta di cancro. Nonostante gli stravolgimenti presentati dallo show, il quarto film del ciclo, Terminator Salvation, arrivato nelle sale dopo la seconda stagione, non fa alcun riferimento a esso.

Inizialmente la parola “Terminator” non era inclusa nel titolo della serie. In seguito i produttori capirono che una piccola modifica avrebbe potuto attirare l'attenzione di un numero maggiore di spettatori.

Gran parte delle riprese - eccetto il pilota, girato ad Albuquerque, in New Mexico - furono girate negli studio di Burbank della Warner Brothers. Gli stessi utilizzati nella serie Una mamma per amica per raffigurare l’immaginaria cittadina di Stars Hollow.

La colonna sonora di Terminator: The Sarah Connor Chronicles porta la firma di Bear McCreary. Sfortunatamente, tranne che in una brevissima sequenza, per ragioni economiche i produttori della serie non hanno potuto utilizzare il tema musicale originale di Terminator composto da Brad Fiedel.

Nel 2008 la serie conquistò l’Academy degli Emmy Awards portandosi a casa tre nomination in altrettante categorie tecniche: migliori effetti speciali, miglior coordinamento delle acrobazie, e miglior picture editing per una serie drammatica a camera singola.