La méthode de reproduction est similaire à celle utilisée pour la photographie et repose sur l'impression d'une pellicule cinématographique (procédé argentique) par exposition à la lumière à l'aide d'une caméra. L'impression de mouvement est obtenue en multipliant les prises de vue à intervalles très rapprochés ; initialement de 16 images par seconde, la cadence fut augmentée à 24 i/s avec l'arrivée du cinéma sonore : en effet, la qualité du son (bande passante) dépend de la vitesse de défilement du film.
Le laboratoire est une phase importante de la création d'un film en pellicule. C'est pourquoi certains cinéastes développent eux-même leur films de manière artisanale.
Le montage d'un film cinématographique peut se faire de manière traditionnelle, à partir du premier positif (ou rushes) de tirage, qui devient la copie de travail ("aux ciseaux et au scotch") ou en montage virtuel sur une station de montage informatique (ordinateur). Dans le cas d'un montage traditionnel, le négatif est ensuite conformé (coupé et collé) au laboratoire.
La station de montage virtuel travaille à partir d'une copie digitale du négatif scanné. L'ensemble de la post-production peut être réalisé sur ordinateur. Le transfert sur film peut se faire alors directement depuis la machine de montage virtuelle ou de finition.
Le phénomène de la persistance rétinienne permet d'entretenir la perception de la lumière reçue par l'œil lors du masquage du changement de photogramme qui est projeté immobile. L'œil perçoit donc la succession d'images présentées comme une scène se déroulant devant lui, entrecoupée des battements de paupières. L'illusion d'une image en mouvement résulte d'une tendance du cerveau à considérer que des images semblables sont des vues du même objet qui a changé ou s'est déplacé (on appelle ceci l'« effet phi »).
Après développement dans des laboratoires spécialisés, on fait défiler la pellicule devant une source de lumière blanche (projecteur) qui reproduit l'image animée (film) sur un support réfléchissant (en général un écran blanc).