アリータ: バトル・エンジェル
ジェームズ・キャメロンが潜在的な監督として動いていた間、本作は彼の『アバター』と同様に実写とCGIを混合させて製作された。キャメロンは主人公のアリータを完全にCGIで作り上げることを意図していた。キャメロンはフュージョン・カメラ・システム(英語版)、フェイシャル・モーション・キャプチャ(英語版)、サイマルカムと言った『アバター』で開発した技術を使って製作すると述べた。2006年5月、『バラエティ』はキャメロンが過去10か月間で本作を製作するための技術開発を行っていたと報じた。
2008年10月、1年半にわたって働いていたデジタルアーティストのマーク・ゲルナーはプリプロダクション作業のほとんどが完了したことを明かした。
ジェームズ・キャメロンは木城ゆきとの原作漫画の最初の第4巻までを中心として、「脊柱のストーリー」を取り入れると語った。キャメロンは、特に第3巻と第4巻で登場する架空のスポーツ「モーターボール」を描きたがっている。