O Hulk ganha uma atualização bem-vinda ao seu guarda-roupa com a chegada de calças elásticas, que ele veste sob as roupas. Ele não passará mais pela situação de estar semi-nu no meio da rua toda vez que se transforma.

Graças às habilidades de Tony Stark, o Gavião Arqueiro recebeu um upgrade em suas armas, tendo flechas que servem para diferentes propósitos. Algumas serão explicadas e outras a audiência terá apenas o prazer de vê-las sendo utilizadas. A aljava também foi remodelada, sendo mais automatizada e podendo carregar até nove flechas.

O arco do Gavião também recebeu uma remodelagem, com a cor preta clássica alterada para castanho-avermelhado. Além disso, ele possui um dispositivo de localização sônica e infravermelho.

Uma mudança animadora também foi feita no escudo do Capitão América. Agora ele tem a capacidade de ser chamado de volta, como as armaduras do Homem de Ferro. Em vez de ter duas alças na parte de trás, agora ele possui um componente magnético que se fixa às luvas do Capitão.

Cortesia de Tony Stark, a Viúva ganhará dois bastões baseados em varas de esgrima. Porém os bastões são carregados da mesma maneira que seus ferrões, então quando ela ataca, não está apenas atingindo seus inimigos, mas descarregando um grande poder também.

No filme, o designer de produção Charles Wood e sua equipe construiu o set da Torre dos Vingadores que é o maior cenário já construído para um filme da Marvel. Muito do filme se passa em seus vários ambientes. Uma grande janela abre visão para Nova York e a outra para a pista de pouso do Quinjet. Os ambientes são interconectados, podendo os heróis se moverem entre eles através de escadas.

A Torre dos Vingadores é planejada para servir de diversas maneiras. No filme, a torre, desenvolvida e construída por Tony Stark, é um local de reunião dos Vingadores - um lugar pra relaxar, planejar, fazer negócios ou estudar. Há um grande salão de estar, três laboratórios, uma sala de máquinas, uma academia, uma área de descanso e vestiários. A torre foi planejada para dar a Tony tudo que precisa para o trabalho e pesquisa.

Novos personagens se juntam ao Universo Marvel. São eles o Mercúrio e a Feiticeira Escarlate, que tem poderes que ainda não foram explorados no cinema. Pietro é super rápido e Wanda possui o poder da telecinese, além de ser capaz de disparar neurôns nos cérebros das pessoas, manipulando suas mentes.

Outro novo personagem é o Visão. Ele é uma criatura artificial com uma aparência única. Seus poderes são espetaculares e representam uma nova base para os Vingadores.

A Hulkbuster é uma icônica peça do Homem de Ferro - uma armadura pré-montada capaz de derrotar o Hulk. A armadura foi desenvolvida por Tony Stark e Bruce Banner, depois de estudarem o comportamento do Hulk e tentarem minimizar os danos causados por ele. Um satélite sempre está próximo de onde Banner está e a qualquer momento Tony pode fazer um chamado e receber a armadura para derrotar o Hulk... teoricamente.

O Quinjet foi redesignado para ter uma aparência mais militarizada, de modo que os pilotos podem ter uma visão ampla. O design foi inspirado no cockpit de um helicóptero, dando uma grande impressão de velocidade. O interior foi remodelado com uma aparência mais elegante e despojada.

Um grande dispositivo na produção em Seoul foi a utilização de drones e carros de controle remoto para colocar câmeras em lugares que nunca poderiam ser operadas manualmente. Para isso foram trazidos os irmãos Menstru Pa e Pak Min Keu, campeões de torneios de drones e carros de controle remoto.

Vestir os heróis para a cena da festa foi papel da figurinista Alexandra Byrne. É a primeira vez que vemos Thor com roupas do tipo, e Byrne trabalhou uma combinação de jeans, jaquetas e camisas que se encaixariam no personagem sem alterar seu tom. Vestir Tony foi o mais fácil, uma vez que Downey Jr. optou por algo mais sofisticado.