Louis Lumière und sein Bruder Auguste arbeiteten gemeinsam an der Entwicklung einer Filmkamera, die Thomas EdisonFilmkamera zu entwickeln, die dem Kinetographen von Thomas Edison überlegen war, der keinen Projektor besaß. Die Lumières bemühten sich, die von ihnen wahrgenommenen Mängel des Kinetographen und des Kinetoskops zu beheben, um ein Gerät mit schärferen Bildern und besserer Beleuchtung zu entwickeln. Der Cinématographe wog nur 7,3 kg (16 lb), was den Transport und die Aufstellung erleichterte. Außerdem wurde der Cinématographe manuell mit einer Handkurbel betrieben, im Gegensatz zu Edisons elektrisch betriebener Kamera, die nicht ohne weiteres transportabel war. Während Edisons Kinetoskop nur von jeweils einer Person – durch ein Okular im Stil einer Peepshow – betrachtet werden konnte, konnte der Cinématographe ein Bild auf eine Leinwand projizieren, so dass eine große Anzahl von Personen gleichzeitig Bilder sehen konnte.
Der Cinématographe erzeugte ein schärferes projiziertes Bild, als man es zuvor gesehen hatte, dank seiner Konstruktion, bei der eine Art Gabel die Rahmen hinter der Linse mit Hilfe der Perforationen an den Seiten des Filmstreifens festhielt.
Im Jahr 1897 erweiterten die Lumières ihre Erfindung, indem sie einen Glaskolben mit Wasser als Kondensator verwendeten, um das Licht auf den Filmrahmen zu konzentrieren und Wärme zu absorbieren. Der Kolben diente auch als Sicherheitsvorrichtung, da das Licht nicht mehr auf den brennbaren Film fokussiert werden konnte, wenn das Glas durch Überhitzung oder einen Unfall zerbrach.