相對於音樂、舞蹈、繪畫、文學等眾多藝術門類悠久而模糊的發展曆史，電影作為最年輕的藝術門類，少見地存在確切的誕生日期。雖然通常都認為，1895年12月28日法國盧米埃爾兄弟在巴黎一家咖啡館公開售票放映電影短片的日子，是電影正式誕生的時間；但就像《大英百科全書·電影史部分》的開篇語說的那樣，“電影的史前史幾乎和它的曆史一樣長”。在盧米埃爾兄弟之前，早已經有很多人為電影的誕生做了大量的科學技術摸索工作。
電影的誕生和發展，離不開近代物理學、機械學、光學、聲學、化學、電學、計算機科學等現代科學技術的發展。可以說，電影是現代科學技術的產物，沒有科學技術的進步，就沒有攝影機、放映機、膠片、數字拍攝及放映設備等，那麼電影從誕生到發展的整個曆史，將不會存在。科學技術的不斷發展，為電影的誕生和進步提供了技術原理和物質前提。正如電影史學家雷蒙德·菲爾所說，“電影作為一種藝術形式，一種交流手段，一種工業，始終主要取決於技術的革新”。
1829年，比利時科學家約瑟夫·普拉托通過觀察發現：物體在人的視網膜上形成的物像不會因物體移開而馬上消失，而是會繼續滯留0.1～0.4秒的時間。由此他提出了“視覺滯留”原理，並根據這一原理發明了用於在鏡子裏觀看、能使靜止畫麵在轉動時運動起來的鋸齒形“詭盤”，這正是60多年後電影得以發明的科學原理。普拉托因此被譽為“電影的祖父”。1834年英國數學家霍爾納對普拉托詭盤進一步改進製作成“走馬盤”，不僅用圓鼓代替格子盤，而且在鼓裏麵附上了繪有許多圖像的“圖像帶”，這種軟紙的帶子成了後來膠片的前身。
照相術的發明，是電影誕生的一個必要條件。1824年，法國物理學家尼塞富爾·涅普斯用12小時曝光拍攝了世界上第一張靜物照片“餐桌”；1838年法國科學家雅克·達蓋爾發明了將形象固定下來的曝光方法“銀版照相法”；照相術迅速發展，1888年美國喬治·伊斯曼發明了膠卷。之後，以照相術為基礎的攝影術的發明也不斷推進。最早將照相術運用於連續拍攝的是英國人愛德華·穆布裏奇，1878年他用24架照相機連續拍攝下奔馳的馬蹄騰空的瞬間照片；法國人馬萊利用左輪手槍的間歇原理，在1882年發明了可以連續拍攝的攝影槍，後來又發明了以一架攝影機代替一組照相機的“軟片式連續攝影機”。
此外放映術的發明也是電影誕生的重要條件。1888年法國人愛米爾發明了“光學影戲機”；1894年美國人愛迪生發明了可供一個人觀賞的、連續放映50英尺（合15.24米）膠片的“電影視鏡”；與此同時，法國盧米埃爾兄弟發明了可以集攝影、放映、洗印多種功能於一體的“活動攝影機”。正是這種“活動攝影機”的出現，使拍攝和放映活生生的影像成為可能。
最初長達30多年的時間裏，電影是無聲的，被稱為“默片”。著名作家高爾基在20世紀初曾經這樣描述過觀看無聲電影的感受，“那不是生活，隻是生活的影子；那不是運動，隻是運動和無聲的幽靈……”錄音技術的發明，給世界電影帶來了第一次重大革命。1927年加有少量歌曲和台詞的美國影片《爵士歌王》出現，使標誌著電影從此由純視覺的無聲電影進化到了視聽結合的有聲電影時代。之後隨著光學錄音、磁性錄音、數字錄音等錄音技術和設備的不斷進步與完善，聲音的清晰度、逼真性和表現力不斷提高，電影的視聽藝術表現性也大大增強。
最開始，電影都是黑白影片。早期的一些影片為了達到特殊的藝術表現效果，采取了人工為膠片上色的方法，將某一個場景塗上單色的方式來嚐試彩色效果，比如20世紀20年代蘇聯黑白影片《戰艦波將金號》中革命起義之後出現的飄揚的紅旗，以及1913年意大利電影《龐貝末日記》中出現的紅色的維蘇威火山爆發場景、橘色的火焰和深藍色的天空，都是這樣形成的。人工上色，對於電影的創作來說既落後又繁重，是一種原始的加色法。1927年美國影片《賓虛傳》的出現，減色法開始運用，即通過從白光中減去不同比例的紅、綠、藍三原色而得到各種深淺不同的顏色以及黑色的方式。到1935年，完整的三色彩色係統終於問世，並運用到美國影片《浮華世界》中，這是世界上第一部真正意義上的彩色電影，標誌著世界電影由黑白進入彩色時代的第二次重大革命。到20世紀60年代，彩色電影在世界各國被普遍使用，電影中的色彩也越發成為電影創作的重要藝術元素。
20世紀70年代，隨著計算機交互圖形係統技術的不斷發展，電影創作中也逐漸滲入了數字化多媒體製作方式，這對於傳統純人工製作的電影來說，又是一次重大的技術革命，而且革命的力度隨著計算機技術的不斷進步而更深入更徹底。1977年，在1968年庫布裏克的電影《2001太空漫遊》初次嚐試數字影像製作的基礎上，美國著名導演喬治·盧卡斯（George Lucas）推出了世界電影數字化曆史上一部裏程碑意義的影片《星球大戰》，影片大量運用計算機模擬宇宙飛船運行軌跡呈現了攝影機不可能拍攝的太空中的運動鏡頭，並設計了造型各異的外星人，為美國電影掀起了電腦特技熱，盧卡斯還專門創辦了美國電腦製作的龍頭公司工業光學和魔幻實驗室（Industrial Light and Magic，簡稱ILM）。20世紀80年代以後，電腦掃描技術強勁推出，電影圖像的變形和複製能力大大加強，為電影穿越時空、現代性曆史演繹等提供了很好的前提。1994年美國影片《阿甘正傳》就利用了這種技術移花接木，讓主人公阿甘同曆史上著名的總統握手、參與中美乒乓外交等重要曆史事件。20世紀90年代初，柯達公司摸索出可將人工拍攝的膠片影像轉化為數字信息並進行加工修改的計算機技術，這使得數字電影成為現實。1993年斯皮爾伯格導演了影片《侏羅紀公園》，用電腦數字技術將數千萬年以前曾經活躍的恐龍栩栩如生地再現於銀幕；1994年迪斯尼公司通過電腦繪製三百萬幅影像畫麵最後轉化為膠片影像，創作了著名動畫片《獅子王》。這些都標誌著電腦生成圖像技術進入了高速發展階段。1995年美國第一部數字動畫片《玩具總動員》，成為第一部突破傳統電影“全真實”拍攝模式的全三維動畫製作影片，從電影拍攝、到製作、再到發行放映均采用數字化技術進行，這標誌著完全意義上的數字電影正式誕生。之後隨著《泰坦尼克號》《星球大戰前傳之克隆人進攻》《海底總動員》《華納巨星總動員》等電影的不斷湧現，數字電影創作技術更趨向成熟和完善。21世紀以來，美國著名導演詹姆斯·卡梅隆（James Cameron）將超強震撼力的數字特效技術與20世紀二三十年代已出現、但曆經多個時期發展進步的3D電影技術完美結合，推出了2009年熱映全球的3D電影《阿凡達》，並同時推出了3D IMAX版，將世界電影帶入了數字化3D電影的新時代。