Le informazioni di seguito sono estrapolate dal pressbook ufficiale del film.

Il lavoro del direttore della fotografia Mauro Fiore, ASC si è focalizzato sulla creazione del look polveroso e desolato del complesso industriale di Hell’s Gate. «Ciò che Jim coglieva con il performance capture e ciò che io creavo nelle sequenze live action dovevano essere coerenti», spiega Fiore, che ha anche girato The Kingdom e Smokin’ Aces. Fiore ha adottato il 3D Fusion Camera System e, dopo lunghe prove e sperimentazioni, si è dedicato alle riprese live action con stile e precisione. Le immagini che ne sono scaturite si mescolano fluidamente con la CG creata dalla WETA Digital e dalla ILM.
La maggior parte delle scene live action di AVATAR è stata girata a Wellington, in Nuova Zelanda, dove sono stati costruiti dei set enormi. Il lavoro da realizzare era immane e la produzione ha creato un’apposita struttura che ha coordinato il lavoro dato in subappalto a più di 150 ditte. I set comprendevano la Sala di Collegamento, con le unità di collegamento simili a sarcofagi usate per trasportare la coscienza umana nel corpo degli avatar; il Bio-Lab, struttura in cui si trovano le capsule amniotiche contenenti i corpi degli avatar che hanno completato lo sviluppo raggiungendo l’età adulta durante i sei anni di viaggio dalla Terra a Pandora; l’Ops Center, il centro operativo che rappresenta il sistema nervoso centrale della base di Hell’s Gate; infine, la roccaforte militare di Armor Bay, dove sono custoditi gli AMP Suit e gli elicotteri.
In tutti gli ambienti di AVATAR, Cameron crea un’esperienza di coinvolgimento pieno, in cui gli spettatori provano la sensazione di trovarsi accanto ai personaggi mentre vivono le loro avventure. Il regista e Landau sono da tempo sostenitori del cinema 3D e hanno lavorato instancabilmente per utilizzare questo formato e potenziare le qualità del film. Ma entrambi sottolineano che AVATAR è un’esperienza coinvolgente anche con la tradizionale visione 2D, e questo formato sarà infatti molto diffuso quando il film uscirà nelle sale.
«Jim e io abbiamo condiviso la nostra passione per il 3D con i distributori e gli spettatori in tutto il mondo», dichiara Landau. «Pensiamo che il rinascimento del 3D sia finalmente arrivato. Viviamo la vita in 3D, perciò perché non trasferire l’esperienza anche al mondo del cinema? Ciò premesso, sia nel formato 2D sia in quello 3D, il pubblico proverà la sensazione di essere andato su un mondo lontano e di avere camminato tra i suoi abitanti».
Molti film 3D realizzati in passato si avvalevano di questo formato come un “di più” o come un effetto fine a se stesso: ad esempio, lancio di oggetti verso il pubblico, personaggi o oggetti che uscivano dallo schermo. Per Cameron il 3D è una finestra su un mondo dove il formato, invece di richiamare su di sé l’attenzione, si dissolve nella narrazione.
Mentre sviluppava AVATAR , Cameron ha iniziato a lavorare a un nuovo 3D Camera System, che ha messo a punto insieme al socio Vince Pace della Pace Technologies, avvalendosi di tecnologia Sony HD e Fujinon HD. Ma prima che AVATAR diventasse una realtà, l’obiettivo di Cameron con il nuovo sistema 3D digitale era di ricreare per il pubblico l’esperienza dell’esplorazione delle profondità oceaniche con una chiarezza senza precedenti. La sua celebre perlustrazione all’interno del Titanic è poi diventata il film IMAX 3D Ghosts of the Abyss, seguito da Aliens of the Deep.
Le esperienze maturate da Cameron con questi film hanno non solo dato impulso alla sua visione tridimensionale di AVATAR, ma hanno anche ispirato uno degli elementi che caratterizzano il design e l’illuminazione del film. Nei fondali oceanici, Cameron ha assistito al fenomeno di alcune forme di vita che, nella totale oscurità, emanano bagliori e brillano di una luce quasi sovrannaturale. Cameron ha applicato questa “bioluminescenza” all’ambiente di Pandora, che di notte prende vita attraverso una radianza diffusa.