1984年，因自编自导科幻电影《终结者》成名。1986年，自编自导电影《异形2》。1991年，凭借电影《终结者2》获得第18届土星奖最佳导演奖以及最佳编剧奖。1994年，执导电影《真实的谎言》。
1997年，他执导的电影《泰坦尼克号》取得了18.4亿美元的票房，打破全球影史票房纪录，该片在第70届奥斯卡金像奖上获得了包括最佳影片在内的11个奖项，詹姆斯·卡梅隆凭借该片获得了奥斯卡奖最佳导演奖 。
2005年，他被英国杂志《Empire》评为“世界最伟大的20位导演之一”。
2009年12月，他执导的科幻电影《阿凡达》上映，该片全球总票房超过27亿美元，再次打破了由他自己保持的全球影史票房纪录。
2010年，入选《时代周刊》评出的“全球最具影响力人物” 同年他获得美国视觉效果工会奖终身成就奖
2011年，获得美国制片人工会奖里程碑奖。
终结者 The Terminator (1984)
这是一个未来的世界，天下已经由机器人来操控。机器人想完全占有这个世界，把人类赶尽杀绝，然而却遇到了顽强抵抗的人类精英康纳。于是，终结者机器人T-800（阿诺•施瓦辛格 Arnold Schwarzenegger饰）受命回到1984年，杀害康纳母亲莎拉（琳达•汉密尔顿 Linda Hamilton 饰），目的是灭掉康纳的出生。康纳得知后，火速派战士雷斯（迈克尔•比恩 Michael Biehn 饰）前往救援。雷斯来到1984年的洛杉矶，及时搭救了被机器人追杀的莎拉——她当时还是一个大学生。然而，人们把雷斯当成疯子，不相信未来机器人统治世界。直到莎拉又一次遭到机器人追击，她才相信了这一切。奔走中她和雷斯相爱，怀上了未来的康纳，而雷斯也陷入和机器人的苦斗当中。人类世界能否从因为这场斗争改变原来的噩运？
36年前，卡神100多分钟的篇幅讲了个既脑洞大开又惊心动魄的经典恐怖故事。终结者一次又一次爬起来，不惜一切要消灭目标已是经典噩梦，也为后来的续集立下了规则，究竟怎样才是“终结者”电影。
异形2 Aliens (1986)
蕾普莉（西格妮•韦弗 Sigourney Weaver 饰）是首次探险任务遇到异形后的唯一生还者，她一直冬眠直到被救援队救回地球。当她睁开眼睛后，才发现自己已经冬眠了57年！ 期间，人类已经移居到了异形所在的星球。蕾普莉知道后，马上向当局报告该星球上异形的情况，但却被当局认为要么精神不正常，要么谎话连篇。蕾普莉见当局对她的说话不予理睬，便决心不再涉足和异形有关的任何事。 果不其然，在那个异形所在的那个星球上定居的人忽然和地球中断了联系。这时当局才注意到蕾普莉之前汇报的情况，决定派出军队去营救。蕾普莉被说服参与营救行动。 又一场腥风血雨的战斗展开了！
深渊 The Abyss (1989)
美国核潜艇蒙坦娜号在深海追踪一个不明物体的时候不幸失踪，高压潜水钻台深海之心号工头巴德（艾德·哈里斯 Ed Harris 饰）接到命令负责配合科菲中尉（迈克尔·比恩 Michael Biehn 饰）前去营救。
令人意想不想不到的是一同前往的还有跟巴德一直在闹别扭的妻子—— 石油公司工程师琳西（玛丽·伊丽莎白·马斯特兰托尼奥 Mary Elizabeth Mastrantonio）。三人为主的救援队潜到潜艇失踪的海底深渊边缘，却发现潜艇上无人幸存，令人恐慌的是深渊里还存在着一种未知的怪物。
经过一系列的危机之后，科菲中尉不听劝阻认定这是苏联的阴谋，决定把从潜艇上拆下来的核弹发射给不明的敌人，于是巴德和琳西联手开始了殊死搏斗。千钧一发之际巴德不顾危险救下了琳西，并且潜下深渊去拆掉核弹头上的引信，完成任务之后巴德的氧气已经消耗殆尽，而就在此刻深海的怪物再次出现。
终结者2：审判日(1991)
上一部中，超级电脑“天网”阻止人类抵抗领袖约翰·康纳诞生的行动失败，时隔13年后，在“审判日”到来之前，“天网”派出了更加先进的生化机器人T-1000（罗伯特·帕特里克 饰）从公元2029年回到洛杉矶追杀已经长大的约翰，与此同时，约翰也派出了机器人T-800（阿诺· 施瓦辛格 饰）回去保护年幼的自己。 此时，萨拉·康纳（琳达·汉密尔顿 饰）因为怪异的言行而住进了精神疗养院，约翰则和养父母住在一起，行为叛逆。T-800找到他们，在逃避T-1000追杀过程中，获得了二人的信任。 为了改变未来的历史，挽救人类的命运，萨拉、约翰和T-800 Model 101找到了“天网”之父，迈尔斯·戴森（乔·莫顿 饰），说服他销毁一切有关“天网”的资料，此时，警察和T-1000同时赶来，他们陷入了多方争斗中。
詹姆斯卡梅隆的巅峰之作,永远的科幻经典。
真实的谎言 True Lies (1994)
哈里（阿诺•施瓦辛格 Arnold Schwarzenegger 饰）是美国FBI的高级特工，他正在奉命调查一起跨国核武器走私案件。出于安全考虑，哈里连结婚15年的妻子海伦（杰米•李•柯蒂斯 Jamie Lee Curtis 饰）都没有告诉他的真实身份。 海伦是一名普通白领，平凡的生活已令她心生厌倦。一次，汽车商西蒙假扮FBI特工，溜到海伦家谎称自己被人追杀。紧张刺激的经历很快令海伦着迷。 这一切都没有逃过真正的FBI特工哈里眼睛。哈里利用间谍侦查手段令到西蒙洋相百出，并化妆成法国人正欲调戏海伦时，被恐怖分子突然袭击，两人被挟持到一个热带小岛。哈里和海伦最终能否逃出生天，挫败恐怖分子阴谋？
中国最早引进的“美国大片”。节奏跌宕有致，大场面动作戏与幽默轻喜剧完美结合。州长的犀利眼神和矫健身手，杰米·李·柯蒂斯的艳舞诱惑力惊人
泰坦尼克号 Titanic (1997)
1912年4月10日，号称 “世界工业史上的奇迹”的豪华客轮泰坦尼克号开始了自己的处女航，从英国的南安普顿出发驶往美国纽约。富家少女罗丝（凯特•温丝莱特）与母亲及未婚夫卡尔坐上了头等舱；另一边，放荡不羁的少年画家杰克（莱昂纳多·迪卡普里奥）也在码头的一场赌博中赢得了下等舱的船票。 罗丝厌倦了上流社会虚伪的生活，不愿嫁给卡尔，打算投海自尽，被杰克救起。很快，美丽活泼的罗丝与英俊开朗的杰克相爱，杰克带罗丝参加下等舱的舞会、为她画像，二人的感情逐渐升温。 1912年4月14日，星期天晚上，一个风平浪静的夜晚。泰坦尼克号撞上了冰山，“永不沉没的”泰坦尼克号面临沉船的命运，罗丝和杰克刚萌芽的爱情也将经历生死的考验。
阿凡达 Avatar (2009)
战斗中负伤而下身瘫痪的前海军战士杰克•萨利（萨姆•沃辛顿 Sam Worthington 饰）决定替死去的同胞哥哥来到潘多拉星操纵格蕾丝博士（西格妮•韦弗 Sigourney Weaver 饰）用人类基因与当地纳美部族基因结合创造出的 “阿凡达” 混血生物。
杰克的目的是打入纳美部落，外交说服他们自愿离开世代居住的家园，从而SecFor公司可砍伐殆尽该地区的原始森林，开采地下昂贵的“不可得”矿。在探索潘多拉星的过程中，杰克遇到了纳美部落的公主娜蒂瑞（佐伊•索尔达娜 Zoe Saldana 饰），向她学习了纳美人的生存技能与对待自然的态度。与此同时，SecFor公司的经理和军方代表上校迈尔斯（史蒂芬•朗 Stephen Lang 饰）逐渐丧失耐心，决定诉诸武力驱赶纳美人…… 本片采用3D技术拍摄，共耗资5亿美元制作发行，是电影史上最为昂贵的作品。本片荣获第82届奥斯卡最佳摄影、最佳视觉效果、最佳艺术指导等3项大奖。
认识3d和IMAX的第一场电影，之后很多号称3d的视觉大片都无法与之相比。
阿丽塔：战斗天使 Alita: Battle Angel (2019)
故事发生在遥远的26世纪，外科医生依德（克里斯托弗·瓦尔兹 Christoph Waltz 饰）在垃圾场里捡到了只剩下头部的机械少女将她带回家中，给她装上了本来为自己已故的女儿所准备的义体，并取名阿丽塔（罗莎·萨拉扎尔 Rosa Salazar 饰）。
苏醒后的阿丽塔对这个五彩斑斓但却暴力而又残酷的世界产生了浓厚的兴趣，在结识了青年雨果（基恩·约翰逊 Keean Johnson 饰）后，阿丽塔开始接触名为机动球的运动，并在比赛中展现出了惊人的格斗天赋。 在废铁城居民们的头顶，漂浮着巨大的浮空城市撒冷，废铁城居民们的一切劳作和付出，都是为了给撒冷提供继续运作的燃料。在大财阀维克特（马赫沙拉·阿里 Mahershala Ali 饰）所设立的机动球比赛中，最终获得冠军的人能够获得前往撒冷生活的资格，阿丽塔决定利用自己的格斗天赋参加比赛，却被卷入了一个巨大的阴谋之中。
赛博朋克、废土金属、暴力美学、独具风格的流畅动作格斗、超高速镜头画面设计，机动球令人目不转睛，场景效果感官体验新鲜
终结者：黑暗命运(2019)
《终结者2：审判日》发生的27年后，由于未来天网派来T-800成功杀死年幼的约翰，以致令未来产生变化，一个全新进化的液态金属终结者从未来派出，目的是追杀持有关键讯息的丹妮·拉莫斯、半生化人葛蕾丝和她的朋友。这使莎拉·康纳以及成功杀死约翰的T800终结者前来帮助她们一行人，以共同为了人类的未来而战。