詹姆斯·卡梅隆1954年8月16日出生在加拿大的安大略,父親是一位工程師。1971年他遷往美國,在加利福尼亞州立大學主修物理,但是大學畢業後,他卻給別人開卡車。1977年,卡梅隆看到了喬治·盧卡斯的經典科幻影片《星球大戰》,他開始意識到自己想要做什麼了。他在影壇的第一份正式工作是在羅傑·考曼(Roger Corman)1980年影片《世紀爭霸戰>(Battle Beyond the Stars)中任藝術總監,製作特技模型。第二年,他在電影《食人魚2》(Piranha Part Two: The Spawning)開始了他的導演之路。該片在義大利拍攝,由於卡梅隆和劇組的工作人員有些矛盾,在拍攝結束後,製片人甚至不讓他參加影片的最終剪輯。心高氣傲的卡梅隆一怒之下,自己學會了使用義大利剪片機的操作,花了幾個星期剪輯了整部電影。從此,卡梅隆發誓要為自己製作電影。1984年,詹姆斯·卡梅隆憑藉著在夢中得到的一個靈感,撰寫並導演了電影 (Terminator)。這部以未來世界為背景的動作片由阿諾德·施瓦辛格(Arnold Schwarzenegger)主演,影片投資很小,但是卻非常的賣座。實際上,《終結者》是一部具有卡梅隆典型風格的電影,如富有創意的劇本、完美的特技、鮮活的人物以及在他後面的電影中頻頻出現的女性英雄。這部影片的成功使得卡梅隆受到廣泛關注。 1985年,卡梅隆和史泰龍一起撰寫了(Rambo: First Blood Part II))的劇本,該片由史泰龍主演並廣受好評。隨後卡梅隆又推出了一系列的科幻動作片,有《異形》(Aliens)、《終結者2》(Terminator 2: Judgment Day)等。他的電影常常啟用麥可·比恩(Michael Biehn)、詹妮特·戈德斯坦恩(Jenette Goldstein)、蘭斯·亨利克森(Lance Henriksen)、比爾·帕克斯頓(Bill Paxton)和施瓦辛格等明星為主演,並且經常有核戰爭的故事線索包含在內。為了營造完美逼真的效果,詹姆斯的電影鏡頭中,尤其是在追逐戲中,常常有巨大的破壞場面。他之所以成為電影業界最成功人士之一,大部分要歸功於1997年拍攝的票房巨艦。儘管這部電影在電影史上可謂是毀譽參半,既有大肆吹捧者,也有極力貶低者,但卻忠實地保持了詹姆斯·卡梅隆電影的一貫風格,情節扣人心弦,特技出神入化。當然,其缺陷也是顯而易見的。在電影的前半部中對故事的情感鋪墊缺少靈性。這表現出詹姆斯·卡梅隆善於在緊張的情節中表現人物的性格,卻不善於在細小的情節中表現人的情感。即便有著這些瑕疵,《鐵達尼號》仍然是當今最賣座的電影之一。巨大的拍攝成本,高額的票房以及多達14項的奧斯卡提名和11項奧斯卡大獎使得導演卡梅隆和電影在好萊塢歷史上留下了不可磨滅的印記。
卡梅隆曾經和他的製片人吉爾·安·赫德(Gale Anne Hurd)結為夫婦。1989年,他與凱思琳·比吉洛(Kathryn Bigelow)結婚。
2002年9月6日,《終結者3》劇組在第六大街的天橋處(the Sixth Street Bridge)拍攝一場追逐戲。消防車、警車和一輛沒有駕駛室車門的卡車參加了拍攝工作。阿諾的特技替身--蒙迪坐在一輛警用摩托上。為了躲避摩托,消防車與警車沖向一個方向,而卡車則飛起,撞向另一個方向。這個鏡頭從晚10點拍攝到凌晨1點才告結束。
也許要感謝阿諾,其中的兩輛在“服役”結束後成為了拍賣會上的貴賓。這次拍賣會是為加州第49條提案的通過而舉辦的。這兩輛附有阿諾大名的坐騎,創造了一個好萊塢之最,Indian摩托公司在此次拍賣會上收入達8萬美元之高!第一輛摩托連同一件阿諾在片中穿過的終結者劇服以4萬5千美元賣給了Newport Beach的一位投資人士。他計畫將這輛機車和劇服捐給Orange County Sheriff的政府部門,以用作反毒品行動。第二輛則以4萬美元的價格賣給了舊金山的一位不知名人士。