毫無疑問，詹姆斯·卡梅隆是電影行業特效大片的先驅。1984年最初的《終結者》,卡梅隆的初稿有兩個終端,有肉覆蓋的金屬框架(t - 800),另壹種是由金屬和堅不可摧的常規武器(t - 1000),但由於技術的限制和預算問題,他擱置了續集的t - 1000原型。卡梅隆大量使用定格特效，這是他在Roger Corman工作室擔任特效助理時學到的技能。T-800基本上是壹個用定格技術拍攝的金屬木偶，它的運動是模仿阿諾德的T-800在與凱爾·裏斯打鬥後受傷和壹瘸壹拐地離開，這樣觀眾就可以知道阿諾德正在扮演壹個精確的版本的T-800。終結者的面部疤痕和暴露的控制學，化妝和逼真的假體帶來了T-800的生活，他們甚至使用假體制作了紅色激光視力，使其更具威脅性。
《異形》是雷德利·斯科特第壹部大獲成功的電影《異形》的續集，詹姆斯·卡梅隆聘請了他的老朋友斯坦·溫斯頓擔任特效導演，斯坦·溫斯頓曾與他合作過幾乎所有的工作。卡梅隆和溫斯頓使用了大量的微縮模型和鏡子鏡頭，使電影看起來比實際更大。卡梅隆和溫斯頓用液壓裝置移動了巨大得多的異型女王，它有14英尺高，並讓木偶工程師在巨大的木偶下移動女王。
在《深淵》中，詹姆斯·卡梅隆與喬治·盧卡斯的工業光魔(工業光魔)合作，創造了第壹個具有可塑性的CGI移動/流動的水角色，電影稱其為“假腳”或“水蛇”。這條水蛇非常復雜，因為這75秒的場景花了6個多月的時間來制作，它可以模仿演員的動作。
在《終結者2:審判日》中，水怪變身成了T-1000，為CGI電影樹立了新的標桿。制作了羅伯特·帕特裏克頭部被手榴彈炸開的特效模型，以及各種類型的木偶，並使用CGI將它們組合在壹起。
在《泰坦尼克號》中，詹姆斯·卡梅隆制作了大量真實的泰坦尼克號，以最大限度地提高真實感，他使用微縮模型和CGI技術在壹些場景中加入人物。流動的水門場景是用船舶走廊的微縮模型完成的。大部分的泰坦尼克號水下鏡頭是由詹姆斯·卡梅隆拍攝的，他使用水下技術捕捉到泰坦尼克號殘骸的真實圖像，並將其與特效融合在壹起。
在《阿凡達》中，詹姆斯·卡梅隆運用了動作捕捉技術，並完成了另壹個特效裏程碑，動作捕捉技術在當今高度逼真的視頻遊戲電影和超級英雄電影中得到了廣泛應用。《阿凡達》中的環境是在詹姆斯·卡梅隆獨自潛入馬裏亞納海溝創下紀錄時構思出來的。《阿凡達2》似乎有壹些復雜的水下場景，毫無疑問，這是借鑒了卡梅隆自己的水下冒險。