Louis Lumière och hans bror Auguste arbetade tillsammans för att skapa en rörelse-filmkamera som var bättre än Thomas Edisons kinetograf, som inte hade någon projektor. Lumières strävade efter att rätta till de brister som de uppfattade i kinetografen och kinetoskopet, för att utveckla en maskin med både skarpare bilder och bättre belysning. Cinématographe vägde endast 7,3 kg, vilket gjorde den lätt att transportera och placera. Dessutom kunde Cinématographe manövreras manuellt med hjälp av en handvev, i motsats till Edisons elektriskt drivna kamera, som inte var lätt att transportera. Medan endast en person åt gången kunde använda Edisons kinetoskop för visning – genom ett okulär, i peepshow-stil – kunde Cinématographe projicera en bild på en skärm så att en stor publik kunde se bilderna samtidigt.
Cinematographe gav en skarpare projicerad bild än vad som tidigare hade setts tack vare sin konstruktion, där ett slags gaffel höll ramarna bakom linsen på plats med hjälp av perforeringarna i filmremsans sidor.
År 1897 kompletterade Lumières sin uppfinning ytterligare genom att använda en glaskolv med vatten som kondensator för att koncentrera ljuset på filmramen och för att absorbera värme. Flaskan fungerade också som en säkerhetsfunktion, eftersom ljuset inte längre skulle fokusera på den brännbara filmen om glaset skulle gå sönder på grund av överhettning eller en olycka.