デジタル信号処理とマルチメディアアプリケーション向けに ARMアーキテクチャを拡張するため、いくつかの命令が追加された。ARMv5TE と ARMv5TEJ というアーキテクチャ名の "E" がこれを表していると思われる。追加された命令は、デジタルシグナルプロセッサアーキテクチャで一般的なものである。例えば、符号付積和演算、飽和加算と飽和減算、「先行する0のカウント」のバリエーションである。
ThumbEEはJazelle RCT (Runtime Compilation Target)とも呼ばれる第4のモードである。2005年にアナウンスされ、Cortex-A8プロセッサで最初に実装された。Thumb-2命令セットに小規模な変更を加えたもので、JITコンパイラのように実行時にコードを生成する場合に向いている。主な対象はJava、.NET MSIL（C#など）、Python、Perlなどの言語である。
ARMは、Javaバイトコードをハードウェアでネイティブに実行できる技術を実装した。これはARMやThumbモードと並ぶもう一つの実行モードであり、ARM/Thumbの切り替えと同様にしてアクセスすることができる。後述のJazelle RCTに対してJazelle DBX (Direct Bytecode eXecution) とも言う。Jazelleテクノロジを搭載した最初のプロセッサはARM926EJ-Sである。CPU名の'J'がJazelleを表している。
Thumb-2テクノロジは2003年に発表されたARM1156コアで登場した。Thumb-2はThumbの制限された16ビット長の命令セットを追加の32ビット長命令で拡張し、命令セットの幅を広げるものである。公称されているThumb-2の目的は、Thumbと同様のコード密度と32ビットメモリ上でのARM命令セットと同様の性能を得ることであり、Thumb-2はビットフィールド操作、テーブル分岐や条件付き実行などを含んでいる。従来はThumbモードにおいて使用可能な汎用レジスタは8本のみであり自由度が低かったが、Thumb-2で導入された32ビット長命令では16本全てのレジスタが使用可能である。16ビット長命令と32ビット長命令はモードの切り替えなしで混在可能であるため、ThumbモードにおいてもARMモードに近い自由度が得られるようになった。
本作品のプロデューサー田中友幸は1953年に『さらばラバウル』（本多猪四郎監督）を製作した際に前年に東宝に復帰したばかりの円谷英二と出会い、円谷が手掛けた特撮の成功もあって「特撮物はいける」と実感していたという。この田中が『さらばラバウル』の製作のかたわら全力で進めていたのがインドネシアとの合作映画製作の企画だった。1953年8月、インドネシア国立映画会社（尼: Perusahaan Film Nasional Indonesia、略称：ペルフィニ）の社長を務めるウスマル・イスマイルが来日し、東宝との間で日尼合作映画を製作することで合意。両社は仮契約を締結した。これを受けて田中とイスマイルの下で合作映画の企画が進行し、タイトル：『栄光のかげに』、監督：谷口千吉、脚本：梅田晴夫。主演には山口淑子と池部良を起用し、終戦後も日本に帰還せず、インドネシア独立のためにオランダとの独立戦争を闘った元日本兵の姿を描くという映画のストーリーも決定する。翌1954年2月16日、脚本の最終的な打ち合わせと本契約のため、田中と谷口はインドシアの首都ジャカルタを訪問した。2人はイスマイルと協議を重ねて合意に至り、東宝とペルフィニは本契約に調印。これを受け、ペルフィニはインドネシアの諸官庁から合作映画製作の承認を次々に取得。一方の東宝も田中の指示で撮影機材や資材を船でジャカルタへ運び込み、後は4月上旬に予定されるクランクインを待つだけという態勢となった。しかし、1954年3月25日、両社は突如として合作映画の製作を断念せざるを得ない状況へと追い込まれる。4月5日、東宝とペルフィニの両社は共同声明を発表し、日尼合作映画の製作の断念を正式に公表した。3月25日にペルフィニはインドネシアの外務大臣からストーリーのアイデアに同意できないため合作映画の製作を承認することはできないとの通告を受領。このインドネシア政府からの承認拒絶により、日尼合作映画の製作は土壇場で実現不能となった。両社は共同声明の中で、「確かに外務大臣の反対は映画のストーリーに対するものではあるが、その背景には日尼両国間の政府関係の悪化すなわち未解決の戦時賠償問題があることも事実である」としている。田中は後年、合作映画の企画は非常にうまくいっていたが、まだ国交もないのに合作映画を作るとは何事だと向こうの大臣に反対されて追い返され大変辛い思いをしたと語っている。田中は急遽代替企画を立てざるを得なくなった。ちょうどその頃、同年3月に行われたビキニ環礁での核実験と第五福竜丸、第十三光栄丸の被爆事件が社会問題となっていた。これに着想を得た田中は、「ビキニ環礁海底に眠る恐竜が水爆実験の影響で目を覚まし、日本を襲う」という特撮映画の企画を立てた。この時点での企画仮題は、『海底二万哩（マイル）から来た大怪獣』であった。田中がこの企画を東宝本社の企画会議に提出したところ、製作担当の森岩雄の目にとまることとなった。森は戦前から東宝に関わり、円谷を招いた本人であるが、1952年（昭和27年）に公職追放解除を受け、本社に復帰してハリウッド視察を行い、特撮映画の重要性を再認して、戦後解体されていた「特殊技術課」を東宝内に再編成し、円谷を再度招いてこの部門の強化を進めていた。こうして、東宝上層部が「到底撮影は無理」として満場一致で反対するなか、森岩雄ただ1人がこの企画に賛成意見を述べ、強硬に支持し、ついにはGOサインにこぎつけることとなった。