电影是卡梅隆的梦，而深海则是推动他圆梦的地方。1989年的《深渊》让人们大开眼界，其水下拍摄经验，也被带到了《泰坦尼克号》中。此后，卡梅隆干脆给自己放大假，连拍三部与深海有关的纪录片。最新的下潜或许是为《阿凡达2》找灵感，或许是为重映的3D版《泰坦尼克号》做营销，但最有可能的是，他就属于那片深海。
七年研发单人深潜器
詹姆斯·卡梅隆此次的海沟探险得到了《国家地理》杂志和劳力士的资助。事实上，卡梅隆是《国家地理》的签约探险家——这并非浪得虚名，在这次探险之前，他已进行过72次深海潜水，其中33次是到泰坦尼克号的沉船地点，他本人的单人潜艇下潜最深纪录是在巴布亚新几内亚附近的太平洋海域下潜的8.2千米。重要的是他还非常懂技术，这次的深潜器“深海挑战者”便是他和美国宇航局(NASA)及斯克瑞普斯研究所(Scripps)合作，花费七年设计并建造的。为了这次的海沟之行，卡梅隆还专门在模拟器中进行过训练，也经历过训练性的实际下潜操作。
“深海挑战号”并不大，在它的底部有一个狭长的座舱，可以容纳卡梅隆一个人。因为宽度才1.1米，而且充满了电子设备，卡梅隆的活动范围极为有限。卡梅隆呼出来的气和汗水将通过金属表层凝缩，并收集到袋子中，在紧急情况下还可以饮用这些水。该潜艇配备有特制的上浮泡沫，抗高压性能是先前普通泡沫的两倍，不至于在万米海底被压碎。
深潜器缩短、窗户内陷
公众感兴趣的是，卡梅隆在海底看到了什么？他说：“我只是坐在那里，看着窗户外面，看着那片荒芜的、宛若外星的海底，静静欣赏着它。”据悉，这次在海底，卡梅隆没看到期待中的大型动物，只有3厘米左右的片脚类动物，除此以外就是月球表面一般的寂静。
遇技术故障，提前返航
按照原计划，卡梅隆要在海底呆六个小时，但各种技术故障让他不得不提前结束这次激动人心的探险。首先是，深潜器的声呐探测系统出现故障，因此无法按原计划释放引诱海底生物前来的无人“着陆器”；然后整个右侧推进器失效，潜水器只能原地转圈，让卡梅隆放弃了用机械臂抓取动物和岩石样本的计划；最后，液压油出现泄漏，整个潜水器都被油污覆盖。三个小时后卡梅隆决定上浮。
即便是这样，卡梅隆也创造了单人潜入世界最深海底的纪录——52年前，瑞士工程师雅克·皮卡尔和美国海军上校唐·沃尔什曾花5个小时抵达马里亚纳海沟底部，但只在海底呆了20分钟。潜艇触底时扬起的沙子，让他们没能仔细观察海底景象。
前传1989年
制造海底外星人
《深渊》讲述的是一群钻油工人和科学家，为了找回沉没海底的美国核潜艇的队员和核弹头，发现了潜伏在海底的外星人，双方进行了战斗。
为了电影拍摄方便，卡梅隆没有去真的海底拍摄，而是在南卡罗来纳州的一个废弃的核工厂，因为那里有世界上最大的水池。《深渊》的拍摄非常艰苦，卡梅隆对水底拍摄要求极高，加上“片场暴君”的习性，让演员和工作人员苦不堪言，不过影片上映后好评不断，影迷们赞叹该片在海底科学上的准确性，以及片中激动人心的特技效果。
2000年
登上“俾斯麦号”
1996年卡梅隆拍摄了让世人震惊的《泰坦尼克号》，12次潜入海底拍摄沉船画面。
有报道称，他从该片得到税后1亿美元的回报，但之后他就没拍过一部“正经”的故事片。除了给电视剧杰西卡·阿芭主演的《黑暗天使》操刀几集，他所有的精力都投入到深海拍摄上，即使这些电影一点都不赚钱。
2000年詹姆斯·卡梅隆与Discovery频道携手合作了一部深海潜水纪录片——《重返俾斯麦号》。俾斯麦号战舰是多数海军专家心目中装备最精良的海上堡垒。这只德制钢铁巨兽在二次大战期间，被60余艘英国皇家海军的各型军舰及数架飞机围攻后依旧不沉，最后由船员自行凿沉。
卡梅隆选在俾斯麦号战舰沉没61周年当天，邀请当时舰上的生还者、击沉他们的敌舰人员、以及一群专业的探险小组，一同潜入险恶的深海中，再度登上俾斯麦号战舰，以见证这段永恒不朽的历史传奇，片中还有探险小组涉险拍摄到的战舰残骸内部特写。
2001年
二探“泰坦尼克号”
2001年卡梅隆突然想起依旧沉在海底的泰坦尼克号，便带着拍摄人员，重新潜入大西洋，回到那艘史上最有名的沉船上，拍摄了纪录片《深渊幽灵》。这一次他和IMAX公司合作，研发了许多拍摄技术。当时他采用的是迪士尼和沃顿传媒的3D技术拍摄，并预言3D技术将会在各个领域的拍摄中流行开来。
2004年
拍摄奇异深海生物
2004年卡梅隆找到美国宇航局的科学家帮忙，前往太平洋和大西洋几万英尺的海洋深处拍摄了纪录片《深海异形》，记录了各种稀奇古怪的水下生灵。它们使卡梅隆联想到：这种生命的形式还会存在于外太空吗？拍摄这部电影时，卡梅隆和他的团队开始研发新的数字3D拍摄技术，几年后，他和文斯·帕斯开发的“融合”(FUSION)数字立体摄影机，将3D拍摄推向了一个新高度，为他在2009年的《阿凡达》成功打下基础。编译：杨林