《阿凡达》与许多其他以不同世界为背景大量使用视觉效果的电影不同，这部电影的目标是创造这个属于自己的“另一个”世界，其细节需要每个元素的因果关系保持一致。 构建一个虚构的世界，但把它当成一个真实的世界，从广义上想象它的生物学和物理学，以及如何影响角色的行为，再进一步影响电影情节。 《阿凡达》第一部于2009年上映，但在导演兼编剧詹姆斯·卡梅隆的脑海中，它自1994年就已经存在。同年，他为一部于1999年上映的电影写了80页的说明，当时的技术并不甚接近卡梅隆对他电影的设想，也没有那种视觉效果和照片级真实感。因此，卡梅隆本人在接下来的15年里努力工作，去创造实现他电影所需的技术。仿佛除了汽车，他还为自己修筑了通往他想去的地方的路。 直到2005年，技术趋于成熟，他开始构想潘多拉世界，那里居住着纳威人，电影的核心外星物种。他从草图开始独自构思，然后他成立了一个特殊的设计师团队来完善他的设定。就这样，经过几年的绘画、雕塑和电脑创作过程终于制作出了数字生物。卡梅隆和乔治·卢卡斯为星球大战建造城市的方式一样，即在批准设计时越来越重视每座建筑的功能。 《阿凡达》的设计以及它的建筑，还有续集《阿凡达：水之道》更先进、更精致的设计都是非常现实主义的。首先构想生物或植物必须具备的效用和生物特性，然后是它们的外形设计，后者需要符合每种生物履行的职能。 这在某种意义上符合达尔文主义的思想，如果一只动物有六条腿，它就需要构思它如何生存以及六条腿的用途，以便所有腿在行走时可以动起来。所以为了做到这一点，了解它所居住的星球的规则显得尤为重要。 湖南省张家界武陵源国家公园激发了阿凡达景观的灵感 潘多拉的引力比地球低，因为它有好几颗卫星，这是一切设定的起源。它可以走得更远，离地球物理定律更远，会涉及更多动植物的形式，甚至与我们所知道的相去甚远。 设计的合理性一直是卡梅隆的重点，一般的电影正是以创造为主而不考虑现实主义或合理性。卡梅隆作为90年代的第一位现代电影制作人，始终认为从一个世界观中诞生多部电影、衍生产品等，并且彼此之间复杂而连贯，这样才有意义并且经得起时间的考验。 例如，《阿凡达：水之道》中人物骑的水马，这种生物在电影中至关重要，在第一部《阿凡达》中并未出现。这种坐骑的设计与潘多拉的物理和生物学非常一致，所以它才可以在多年后的第二部电影中出现。 潘多拉的动物群具有两栖类的皮肤和彼此相似的鳃，人类无法在地球上呼吸正是因为他们没有这种构造，潘多拉动物的创作灵感来自于毒箭蛙的皮肤质感和鲜艳的颜色。潘多拉星球上的每个人都有两栖的外表，甚至也鸟类在内。 在第一部《阿凡达》中，我们看到了非常大的鸟类能够在没有羽毛的情况下飞翔，这个设定来自于在重力比我们低的行星上工作的想法。 鸟类在各个方面都经过精心设计，以便它们能够发挥作用。团队创造的独特鸟类有自己的着陆和起飞方式，飞行过程连贯且没有违和感。这项工作涉及工程师与设计师合作，与其他所有事物一样，从它们应该能够做的事情开始，然后设想需要什么样的构造实现它们的功能，过程类似于飞机设计，适用于生物的工业设计原则。 鸟类的尾巴可以通过一个细丝系统连接到其他动物的尾巴，这些细丝像电线一样交织在一起，看起来就像一个公对公的互锁插座，尾巴连接后发生的信息交换使比较更加真实。 生物发光也是如此，来自一种允许潘多拉生物发光的生物学原理。在电影中，生物发光照亮了整个场景，对于为环境和特定色调的场景赋予独特的外观非常有用。电影以多种方式进行照明，尤其为某些情节铺垫氛围时。生物发光会产生特殊的彩色光，尤其是介于蓝色和紫红色之间的荧光色，这些都来自生物本身，隐藏或意想不到的光点在设计不同于其他环境的环境中很重要，这一点则是沿用了室内设计的原则。 潘多拉的动植物会发光，可以降低亮度或不发光以保护自己免受掠食者的侵害，有生物发光的苔藓，只有在触摸时才会发光，还有可以呈现不同颜色的植物。这样照明也具有叙事意义，这都需要从我们世界中真实存在的生物体中汲取灵感才能实现。 例如，甲藻是一种微观藻类，具有通过移动激活的自身生物发光形式，当激活它的驱动力降低时，这种发光就会消失。 将真实生物体的真实特征与设计和叙事需求相结合，可以创造一致性，一种贯穿设计和声音设计、行为、生物起源和性质的连贯性形式，观众不知道的所有细节都是创造一个世界的基础，正是因为这种感知的一致性才让电影中的世界显得真实。
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