Bir diğer merakı ise okyanus dipleri. Filmografisinin en nadide eserlerinden "The Abyss" neredeyse tümüyle deniz dibinde geçen, çarpıcı bir bilimkurguydu. İşte "Titanic" ile "Avatar" için kolları sıvayacağı 2005'e kadarki dönemde denizin altında geçen üç ayrı belgesel çekti Cameron. Bunlarda daha sonra "Avatar"da geliştireceği dijital, yüksek çözünürlüklü, 3 boyutlu çekim yapabilen bir kamera sistemini denedi ve tatminkâr bir neticeye ulaştı. Bu üç belgesel, Alman denizaltısı Bismarck'ın hikâyesini anlatan "Expedition: Bismarck", "Titanic"in hayaletini bir kez daha ziyaret ettiği "Ghosts of the Abyss" ve NASA'dan bilim adamları ve deniz biyologlarıyla okyanusun el değmemiş diplerine indiği "Aliens of the Deep" idi. Bunlardan 3 boyutlu IMAX formatında çektiği sonuncusu birçok açıdan "Avatar"a da damga vurmuş durumda; zira "Uzaydan sonra insanoğlunun keşfine en açık olan yerler okyanusların kimselerin henüz uzanamadığı binlerce metre derinlikleri" dediği bu yerlerde tanık olduğu kimi yaşam formlarından filmin bitki örtüsü ve hayvan türlerini yaratmakta faydalanacaktı. Bu, ister istemez, "Avatar"ı bir hayli 'çevreci' sulara da çekiyor çün

 

2005'ten itibaren ise Cameron adı geçen kamera sistemiyle çeşitli deneme çekimleri yapıp o sıralar gözüne kestirdiği iki projesinden birini öne çekmeye çalışıyordu. "Avatar" (o zamanlar adı henüz "Project 880"di) ve bir Japon mangasından uyarlanacak "Battle Angel"dı bunlar. Nihayet, yeni oyuncağı olan bu 3 boyutlu kameralarla çektiklerinin artık "Avatar"ı yaratacak kıvama geldiğine ikna oldu ve iki sene önce her şeyiyle filme girişti.