La proiezione dei film avviene per mezzo di macchinari appositi, i proiettori, su uno schermo bianco.
La proiezione cinematografica permette di effettuare una sintesi visiva del movimento di figure statiche riprese su pellicola, in cui il soggetto in movimento viene fotografato con una serie di immagini scattate a brevissimo tempo l'una dall'altra. Queste immagini riprese in negativo, diventeranno, una volta stampate in positivo e sviluppate, i fotogrammi della pellicola.
Il "cinema" si basa sul fenomeno della persistenza delle immagini sulla retina: l'occhio che riceve un'impressione visiva, al cessare di questa sollecitazione ne conserva la percezione per un brevissimo tempo (1/10 di secondo). Per questa sua proprietà l'occhio, quando percepisce un'immagine, la collega quella che verrà proiettata successivamente. Se infatti lo stimoliamo con una serie di figure che riproducono le fasi di un movimento, ogni figura viene percepita quando nella retina non si è ancora dispersa la percezione dello stato precedente. L'occhio, perciò, segue le varie fasi collegandole l'una all'altra, ottenendo una sensazione di continuità.
Nella proiezione, ogni fotogramma deve necessariamente avere un tempo di arresto sullo schermo in modo che l'occhio umano possa coglierne l'immagine ed elaborarla. Per questo motivo, la caratteristica principale del proiettore cinematografico consiste nel fatto che esso, grazie ad una meccanica di alta precisione, può proiettare la pellicola mediante il succedersi velocissimo di fasi di marcia e arresto; ciascun fotogramma riceve luce solo quando si trova fermo nello sportello di proiezione.