На самом деле Джеймс Кемерон задумал данный проект еще до съемок своей Правдивой Лжи, то есть в 1992 году, но сделав приличное количество набросков и написав основу сюжета немного заморозил проект так как знал что с тогдашними компьютерными технологиями добится желаемого успеха ему не получится, и занялся вплотную разработкой своей Правдивой Лжи, после чего паралельно дописывая сценарий. Итого, Кемерон начал писать сценарий к картине еще в первой половине 1994 года и закончил где то к началу 1995 года, и ждал всего этого времена когда компьтерные технологии дойдут до желаемого великолепия.

Изначально Джеймс Кэмерон планировал выпустить картину на экраны в 1999 году. Однако, учитывая сложность и масштабность спецэффектов, которые собирался создать Кэмерон, бюджет фильма должен был составить около $400 миллионов. Даже несмотря на гигантский кассовый успех «Титаника» (1997) ни одна студия не могла позволить себе выделить такие средства. Проект лег на полку, где находился около 10 лет.

Майкл Бин претендовал на одну из ролей в фильме. Он несколько раз встречался с Джеймсом Кэмероном. Однако Джеймс не хотел, чтобы фильм ассоциировался у зрителей с «Чужими» (1986), так как Сигурни Уивер уже подписала контракт на съёмки.
Для фильма Кэмерон разработал специальную технологию, которая позволяла во время съёмок видеть на экране мониторов компьютерных персонажей вместе с живыми актерами.
По словам Кэмерона, если фильм будет успешным в коммерческом плане, то он намеревается сделать трилогию.

Фильм состоит на 40 % из живой съемки и на 60 % из реалистичной компьютерной графики.[32]
Для создания мира Аватара понадобилось более петабайта (1024 терабайта) цифрового дискового пространства для хранения всех компьютерно-графических активов фильма (растений и животных, насекомых, скал, гор и облаков и т. д.). Для сравнения, при работе над фильмом Титаник понадобилось всего 2 терабайта для создания (и затопления) корабля и тысяч пассажиров. Это примерно 1/500 доля объема, использованного для хранения материалов к картине Аватар.[33]
В оригинальном сценарии Кэмерона листва растений была такой же синей, как кожа На’Ви, но в конечном счете, он решил использовать зеленый цвет для большей реалистичности.[34]
Большая часть эпизодов фильма с натуральным движением снималась в Веллингтоне, Новая Зеландия, где были возведены огромные декорации. Это было похоже на настоящее масштабное строительство. Для конструирования декораций была создана огромная субструктура с использованием более чем 150 строителей-подрядчиков.

Реальные декорации включают в себя Комнату связи, где установлены подобия саркофагов, при помощи которых сознание человека переносится в тело аватара, Биолабораторию — помещение для работы ученых и место хранения резервуаров с амниотической жидкостью, в которых находятся тела аватаров, достигшие состояния зрелости за время шестилетнего путешествия с Земли на Пандору; Центр управления, представляющий собой центральную нервную систему базы «Врата Ада», и военный бастион Armor Bay, где хранятся костюмы усиленной подвижности и вертолеты.
Премьерой фильма в России будут открыты два новых кинотеатра IMAX — в Перми и Уфе.