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Le cinéma d'animation est un genre de cinéma qui ne se sert pas de vrais acteurs : à la place, on dessine des personnages et des décors sur des feuilles spéciales (les cellulos) que l'on projette ensuite sur un écran, pour donner l'illusion que ces personnages parlent, se déplacent comme de vrais acteurs. Ces personnages sont souvent doublés (on leur donne une voix) par de vraies personnes. Le film créé grâce à ces techniques s'appelle un dessin animé. On peut citer quelques dessins animés, tels que Blanche-Neige et les sept nains, Le Voyage de Chihiro, Bob l'Éponge ou Scooby-Doo. Les animations peuvent aussi être crées par des outils informatique.

Un autre cinéma d'animation est l'animation image par image : il s'agit de créer des figurines qui seront les acteurs du film (on les fait généralement en pâte à modeler, ou en fil de fer...) puis de les filmer un très court instant (moins d'un dixième de seconde). Puis, on déplace un tout petit peu les personnages et on filme encore une fois un court moment. Et ainsi de suite. Ensuite, mises bout à bout, ces séquences donnent l'impression que l'on voit les figurines bouger, alors qu'au départ elles n'étaient que des images fixes. Comme films d'animation en image par image, on peut citer, par exemple, Chicken run, L'Étrange Noël de Monsieur Jack ou Wallace et Gromit. Comme les films, il y a environ 24 images par seconde. Pourtant pour que la création d'une animation ne prenne pas trop de temps, il est fait moins de 24 images différentes par seconde. Chaque moment où les personnages ne bougent pas permet d'économiser la création de nouvelles images (la même image est affichée de nombreuses fois).

Une pionnière des films d'animation de silhouettes en Allemagne est la réalisatrice Lotte Reiniger.

Aujourd'hui, de nouvelles technologies (comme l'ordinateur) permettent de créer des images de synthèse, qui peuvent reproduire sur l'écran des choses qui ont l'air très réelles, comme si on pouvait les toucher. C'est le cas de films comme Shrek ou Toy Story.