成功发明电灯后，爱迪生又带领他的科研团队开始了关于电影摄像机的研究。
爱迪生的公司于1889年开始拍摄电影，一直到1915年才结束。自从爱迪生在1888年产生了制造一台电影机器的想法后，他的大部分精力就转向了这里。
据爱迪生自己说，在他知道了戈尔诺尔于1833年所发明的活动画片玩具后，他就产生了制造电影机的想法。
爱迪生曾经认真地研究过戈尔诺尔的这个装置：它是由一个圆筒组成，圆筒壁上刻有许多条与轴相平行的缝隙。圆筒内，缝隙的下面有一条纸带，纸带上绘有某一动作的连续图像。如果使圆筒往一个方向疾转，从缝隙里看对面绘有图像的纸带，看到的仿佛是运动的图像。这一装置是根据人的眼睛的视觉惯性对运动所造成的错觉制造的。
法国的埃·日·默里和美国的埃·缪伊布里茨，都做了使人产生图形在运动的印象的实验，这是很有意思的。缪伊布里茨沿着跑马场的跑道排列上几架照相机，于是就拍出了马奔驰的一系列连续性照片。
照相机快门是用电线连接在铺放在跑道上的木板上，跑来的马匹一踏上了木板，就把照相机快门打开了。当用具有相应的和均匀的移动速度的装置，把这一连串12张和更多的连续性照片投影到屏幕上时，屏幕上就出现了马奔驰的图像。
爱迪生了解到，1886年，缪伊布里茨拍摄了许多走动的马、狗、鸟等题材的照片。在此之前，他已改用一架装有同支撑轮一起转动的干底板照相机进行拍摄，一秒中拍摄了12张照片，这是一种明显的进步。
爱迪生对缪伊布里茨的这些实验很感兴趣，虽然实验结果还不太完善，但爱迪生注意到一点：一定可以利用视觉的惯性现象来获得活动物体的图像。
爱迪生的助手乌·迪克逊是一个摄影爱好者，所以爱迪生就委托他设计出一架拍摄活动目标的照相机。爱迪生对他作了具体指导。
当时各种照相机差别不大，但仍可以挑选到最适合于这一目的的类型。助手迪克逊挑选了这一类型的照相机。1888年初，他拍摄了许多活动目标的照片，而且每一个画面的尺寸都不超过1.6毫米×1.6毫米。拍摄出来的这些画面是这样的：其总和应构成所拍摄物体的动作的一个完整过程。
爱迪生的助手提出了一个新的任务：用快速拍照法来进行连续拍摄，这样就可以获得大量图像并通过利用视觉惯性现象的装置来观看这些图像。
虽然其他方面的工作极其繁重，但爱迪生还是积极地亲自着手研究这一问题。经过几个月的研究之后，爱迪生于1888年10月8日向专利局提出了这一初步装置的专利申请。他在申请书中对这一装置的作用作了如下叙述：
我正在实验一种机器，这种机器可以为眼睛制作像留声机为耳朵做的事情；这种机器能拍摄活动物体并放映出来，而且其形式也是既经济和实用而又方便。我把这种机器叫做活动电影放映机，即激动景物机。
爱迪生所运用的制作方法是把有连续性的一系列的图像，快速拍摄到位于圆筒或扁平盘上的呈连续不断的螺线状带上。这一过程与他所发明的用留声机进行录音的方法相似。值得注意的是，圆筒的转动是断续的，当圆筒不动时再进行拍摄。
圆筒表面应有一层感光层，圆筒的转动和停止都应与照相机快门的启闭同步，而且应当是自动的。在用固定不动的照相机的情况下，无论要使圆筒转动，还是要使圆筒作纵向位移，都要使用电动机操作，而不能用手操作。
爱迪生在对这些器械继续进行实验中得出的结论是：
采用如留声机那种能连续转动，而又能作连续纵向位移的圆筒是更加正确的；拍摄本身就应当是断续的，并且使用与人的眼睛的视觉惯性因素相一致的速度拍摄。
1891年5月20日，爱迪生的第一台活动电影视镜开始向公众展示了。展示地点是新泽西州西奥伦治的爱迪生实验室。
这种改装型的机器，在内部装了一台电动机，可使50英尺长的胶卷从供人们观看的放大镜下通过。
同年，爱迪生在美国又申请了活动电影放映机专利。但由于他没有在其他国家提出这一专利申请，以后出现了一些意想不到的后果。
虽然这台装置可容下50英尺长的胶片，可在当时所能生产的胶片没有这么长，因为第一台摄像机一次只能用几厘米长的胶片。
为了实现自己的目标，爱迪生需要寻找一个令他满意的长条胶片。经过不断地寻找，他在柯达公司的创始人、被尊为“摄影王”的乔治·伊斯门那里找到了他所需要的长条胶片。
伊斯门当时已经开始出售赛璐珞做的底片了，用这种底片来代替感光板，被命名为“伊斯门底片”。这一产品正合爱迪生的口味。
于是，爱迪生心中充满欢喜。他立刻找到了伊斯门，并与他商谈合作事宜。
双方共同研究了底片的构造与大小，而后便通过二人的共同努力，制造出更加方便使用的胶片。
一直困扰着爱迪生的长胶片问题终于在伊斯门的帮助下解决了。
每幅影像起初只有半英寸大，后来爱迪生觉得太小，就把尺寸改为一英寸半大小，中间画图占据1英寸的地方，边上多余的地方留着穿打小孔，套在一种小轮的齿上，可以避免其滑脱。
每当放映时，快门便迅速地打开。这时外边影像的光线便直接照射在感光胶片上，接着胶片又被急速地向前拉过一段；以这样的进度连续地进行着，每秒钟就可以拍摄出46个影像来。
1893年，爱迪生建成了第一座电影摄影棚，即助手们称之为“黑马利亚”的电影制片厂。电影制片厂的四壁都涂上了黑颜色，因为当时人们错误地认为，在拍摄时必须消除其他光源的影响。
该电影制片厂从1893年到1894年，曾以女舞蹈家、技巧运动家、杂技演员和驯化动物等为题材拍制成影片。
1894年，根据爱迪生的发明，美国成立了一个在商业方面进行研究的“活动电影放映公司”，并于1894年4月14日在纽约百老汇的大街开幕。接着，各地也都先后建立了“活动电影沙龙”。所有这些活动的电影机，都装有硬币自动投放装置。
爱迪生想，为使影片的内容多样化，也不应只限于看半分钟影片。1894年夏季，“黑马利亚”电影制片厂拍摄了拳术家利奥纳尔德和库申格的影片，就使用了长达350多米的胶片。
影片一共分成4个部分来放映，每一部分都可以由单独的活动电影放映机来放映。
百老汇大街的活动电影放映机馆门前人山人海，主办人不得不请来警察维持秩序。这个影片的放映极大地促使了活动电影放映机的普及，进而更加赢得了广大群众的喜爱。
1896年，爱迪生开始筹办一个配有银幕和阿尔马特放映机的影剧院。银幕的尺寸是7米长、4米宽。
爱迪生第一次给报社记者放映电影是在1896年的早春。从4月23日开始，就开始在先驱广场的音乐厅里公演。
当时有个叫托马斯·阿尔瓦马特的美国人，制造了一个大型的早期电影放映机“维太放映机”。从此，爱迪生和阿尔瓦马特的共同研究工作走上了轨道。
爱迪生在纽约的布朗克斯建设了一个大型电影制片厂，在此后的几年时间里，他已经成为美国最大的电影和电影设备生产者。
1907年以后，美国成立了一个“电影专利有限公司”。该有限公司承认爱迪生的所有专利权，并加以使用。
1912年2月7日，爱迪生在纽约放映了有留声机配音的有声电影。经过改进的留声机有一个用琥珀油制成的圆筒，它出色地给由莎士比亚的悲剧《尤里乌斯·恺撒》改编的电影片段配了音。
“会说话的”影片持续时间不超过8分钟。所以这种有声电影的放映在持续不少于一个小时的一场放映时间内只能是一个插入节目。
爱迪生费了很大力气来专门研究电影，因为他一开始就认识到电影在文化和社会生活中一定会具有巨大意义。
爱迪生后来说：
“用不了20年，我们就可以用电影，而不是用书本来给儿童讲课。”
他不主张完全或部分取消课本和学校的教学形式，但他深信，引人入胜的直观电影教学会使学生更好地掌握知识。
爱迪生还适时地生产了一些小型放映机。因为美国有相当一部分人有时间又有钱，他们希望能在家里看电影。爱迪生为了降低影片的价格，拷贝是用小画面做的。他在1912年生产的一些影片，是标准的35毫米宽。
同年，爱迪生成功地创造出有声活动电影，把留声机和活动电影合二为一。
在研究过程中，爱迪生感到最困难的是收取远处的细微声音，这就要求收音器必须要特别灵敏，结果他又造出了采音器，凡距离40英尺以内的大小音波，都能收取。
这台灵敏的采音器，连在高速照相器外面，就成为一架有声活动电影制片机。在制片时，演员一开始表演谈话唱歌，摄制人即摇动器柄，影像和声音，就可以同时制作完成。
电影放映时，电影机和幕前的留声机通过电线相连，放映人员就可以操纵那幕前的留声机。同时打开声音和动作，二者配合得天衣无缝。
爱迪生对于电影摄像机、放映机的研究、制造和完善，又一次走上了技术上的成熟。
