El cine se desarrolló desde el punto de vista científico antes de que sus posibilidades artísticas o comerciales fueran conocidas y exploradas. Uno de los primeros avances científicos que llevó directamente al desarrollo del cine fueron las observaciones de Peter Mark Roget, secretario de la Real Sociedad de Londres, que en 1824 publicó un importante trabajo científico con el título de Persistencia de la visión en lo que afecta a los objetos en movimiento, en el que establecía que el ojo humano retiene las imágenes durante una fracción de segundo después de que el sujeto deja de tenerlas delante. Este descubrimiento estimuló a varios científicos a investigar para demostrar el principio.
Tanto en Estados Unidos como en Europa, se animaban imágenes dibujadas a mano como forma de diversión, empleando dispositivos que se hicieron populares en los salones de la clase media. Concretamente, se descubrió que si 16 imágenes de un movimiento que transcurre en un segundo se hacen pasar sucesivamente también en un segundo, la persistencia de la visión las une y hace que se vean como una sola imagen en movimiento.
Un paso relevante hacia el desarrollo de la primera cámara de imágenes en movimiento fue el que dio el fisiólogo francés Étienne Jules Marey, cuyo cronofotógrafo portátil (una especie de fusil fotográfico) movía una única banda que permitía obtener doce imágenes en una placa giratoria que completaba su revolución en un segundo. Sin embargo, su tira de película consistía en un papel mojado en aceite que se doblaba y se desgarraba con facilidad. Hacia 1889, los inventores estadounidenses Hannibal Goodwin y George Eastman desarrollaron más tiras de emulsión fotográfica de alta velocidad (que necesitaban poco tiempo para impresionarse) montadas en un celuloide resistente: su innovación eliminó un obstáculo esencial en la experimentación con las imágenes en movimiento.
En 1896 el ilusionista francés Georges Méliès demostró que el cine no sólo servía para grabar la realidad, sino que también podía recrearla o falsearla. Con estas imaginativas premisas, hizo una serie de películas que exploraban el potencial narrativo del nuevo medio, dando inicio al cine de una sola bobina. En un estudio en las afueras de París, Méliès rodó el primer gran filme puesto en escena cuya proyección duró cerca de quince minutos: L’Affaire Dreyfus (El caso Dreyfus, 1899) y filmó Cendrillas (Cenicienta, 1900) en 20 escenas. Pero sobre todo a Méliès se le recuerda por sus ingeniosas fantasías como Viaje a la luna (1902) y Alucinaciones del barón de Münchhausen, en las que experimentaba las posibilidades de los trucajes con la cámara de cine.
Entre 1909 y 1912 todos los aspectos de la naciente industria estuvieron bajo el control de un trust estadounidense, la MPPC (Motion Pictures Patents Company), formado por los principales productores. Este grupo limitó la duración de las películas a una o dos bobinas y rechazó la petición de los actores de aparecer en los títulos de crédito. El trust fue desmontado con éxito en 1912 por la ley antitrust del gobierno, que permitió a los productores independientes formar sus propias compañías de distribución y exhibición, por lo que pudieron llegar hasta el público estadounidense obras europeas de calidad, como Quo vadis? (1912, de Enrico Guazzoni), de Italia, o La reina Isabel (1912), de Francia, protagonizada por la actriz Sarah Bernhardt.
Frente al cine que representan los anteriores realizadores de cine de autor, pese a ser estadounidense y en ocasiones ligado a la industria de Hollywood, ésta ha continuado otras líneas de producción para el consumo masivo, especialmente de niños y adolescentes. Se basan principalmente en el efectismo que las nuevas tecnologías y los grandes presupuestos permiten. Dentro de esta categoría figuran las películas de catástrofes, como La aventura del Poseidón (1972), de Ronald Neame, El coloso en llamas (1974), de John Guillermin e Irvin Allen, o Titanic (1997), de James Cameron, galardonada con 11 oscars de la Academia; las recreaciones de personajes del cómic, como Superman (1978), de Richard Donner, y Batman (1989), de Tim Burton, y sus interminables secuelas; o las películas bélicas de ciencia ficción como La guerra de las galaxias (1977), de George Lucas.
En estos géneros comerciales ha destacado Steven Spielberg, desde Tiburón (1975), modelo de películas en las que una criatura terrorífica atemoriza a una pacífica comunidad, a las más serenas y emotivas de ciencia ficción Encuentros en la tercera fase (1977) y E.T. el extraterrestre (1982), que explotaron la fascinación por las posibilidades de vida extraterrestre y su posible contacto con los humanos. En la serie de Indiana Jones recrea el cine clásico de aventuras: En busca del arca perdida (1981), Indiana Jones y el templo maldito (1984) e Indiana Jones y la última cruzada (1989).