Jabarkan Pengembangan dari Cosmos: A Spacetime Odyssey

Seth MacFarlane bertemu Druyan melalui Tyson pada tahun 2008 di acara pembukaan Science & Entertainment Exchange, kantor National Academy of Sciences di Los Angeles, tahun 2008 yang dirancang untuk menghubungkan penulis dan sutradara Hollywood dengan para ilmuwan. Setahun kemudian, saat makan siang di New York City bersama Tyson tahun 2009, MacFarlane mengetahui keinginannya untuk membuat ulang Cosmos. Ia dipengaruhi oleh Cosmos semasa kecil dan percaya bahwa Cosmos bertujuan "[menjembatani] celah antara komunitas akademik dan masyarakat umum". Waktu itu MacFarlane memberitahu Tyson, "Karier saya sedang berada di titik pendapatan tertinggi ... dan saya ingin menghabiskannya untuk sesuatu yang bermanfaat." MacFarlane menganggap berkurangnya upaya perjalanan luar angkasa belakangan ini sebagai bagian dari "budaya letargi kita". MacFarlane, yang telah merintis beberapa serial di jaringan Fox, berhasil mempertemukan Druyan dengan kepala pemrograman Fox, Peter RIce dan Kevin Reilly, dan membantu mendapatkan persetujuan untuk acara ini. MacFarlane mengakui bahwa ia adalah "orang yang kurang penting di tataran ini" dan karya ini berbeda dengan karya yang ia buat sebelumnya, tetapi ia menganggap karya ini sebagai "sesuatu yang sangat nyaman bagi saya secara pribadi". Ia dan Druyan menjadi teman dekat, dan Druyan menyatakan bahwa Sagan dan MacFarlane bisa menjadi "teman gaib" dengan "bakat dinamis" yang mereka miliki. Pada Juni 2012, MacFarlane menyediakan dana agar 800 kotak catatan pribadi dan surat Sagan bisa disumbangkan ke Perpustakaan Kongres.

Dalam wawancara dengan Point of Inquiry, Tyson membicarakan tujuan mereka untuk membawa "semangat serial pertama Cosmos" yang menurutnya memiliki "tema inspiratif yang mendorong orang-orang untuk beraksi". Saat diwawancarai Skepticality, Druyan mendeskripsikan tema rasa ingin tahu dan skeptisisme yang dimasukkan ke dalam skenario, "Supaya cocok dengan acara kami, skenarionya harus bisa menyentuhmu. Acara ini harus menyampaikan sains yang benar tanpa dipotong sedikitpun. Akan tetapi, acara ini juga harus menyeimbangkan skeptisisme dan rasa ingin tahu." Dalam wawancara dengan Big Picture Science, Tyson menyebut kesuksesan serial aslinya sebagai pendorong era program sains, “Tugas untuk Cosmos generasi berikutnya sedikit berbeda karena saya tidak mau mengajarkan sains buku teks kepada Anda. Ada banyak sains buku teks di Cosmos aslinya, namun kebanyakan isinya tidak Anda ingat. Hal yang diingat orang-orang dari serial aslinya adalah usaha untuk memaparkan sains dengan cara yang dapat memberi arti bagi kita sehingga turut memengaruhi perilaku kita sebagai warga negara dan warga dunia--terutama warga dunia.” Tyson menyatakan bahwa serial baru ini akan menggunakan bahan baru dan versi terbaru dari topik yang diangkat di serial aslinya sehingga dapat memenuhi "kebutuhan masyarakat masa kini". "Kami ingin membuat program yang bukan hanya berupa sekuel bagi serial pertama, namun banyak permasalahan yang terjadi sejak itu, jadi program ini penting bagi penonton baru pada abad ke-21.” Tyson menganggap bahwa kesuksesan acara bertema sains seperti The Big Bang Theory dan CSI: Crime Scene Investigation dan film seperti Gravity membuat "sains menjadi semakin populer" dan berharap Cosmos "muncul pada waktu yang tepat".

Tyson mengomentari "hubungan cinta-benci" yang dimiliki penonton dengan Kapal Imajinasi serial aslinya, tetapi mengakui bahwa mereka sedang mengembangkan "kendaraan bercerita". Tyson membenarkan bahwa elemen penentu serial aslinya seperti Kapal Imajinasi dan Kalender Kosmik akan datang kembali dengan efek khusus baru. Animasi cerita dibuat oleh tim yang ditunjuk sendiri oleh MacFarlane untuk serial ini. Kara Vallow mengembangkan dan memproduksi animasinya, dan studio animasi yang digunakan adalah Six Point Harness di Los Angeles, California. Kapal Imajinasi baru dirancang supaya "abadi dan sangat sederhana", menurut MacFarlane, dengan langit-langit yang menampilkan peristiwa masa depan dan lantai yang menampilkan peristiwa masa lalu. Tyson pun selaku pembawa acara bisa "membawa [penonton] ke tempat-tempat yang ia bicarakan".