IMAX由三名加拿大人发明：Graeme Ferguson、Roman Kroitor及Robert Kerr。由于在1967年于蒙特利尔举行的世界博览会中，他们的多投影机式大银幕投影系统出现不少技术问题，促使他们设计单投影机、单摄影机式的新系统。
首出IMAX电影于1970年在日本大阪举行的世界博览会中播放，而长期的IMAX系统则于1971年在多伦多安装。
在1974年于美国华盛顿州斯波坎举行的世界博览会中，美国馆展出了一块27.3 x 19.7米的巨型IMAX银幕，观众向正前方观看时，画面足以充满整个视界。共有5百万人次观看过，绝大部分观众认为它呈视了强烈的动感，少部分观众甚至产生晕船的现象。这个银幕只展出了六个月，数年后，一块标准尺寸的IMAX银幕于Riverfront Park IMAX Theatre安装，并使用至今。
首个半球形银幕的IMAX电影院于1973年，在美国加里福尼亚州圣地牙哥Balboa Park的Ruben H. Fleet Space Theater and Science Center开幕。直至2003年5月，全球共有230间IMAX电影院，分布于34个国家，其中约半为商业电影院，另一半则为博物馆等教育机构。
截至2009年年底，IMAX影院在全球共有超过400家，分布在40个国家和地区。在发达的国家和地区，建造一个IMAX影院的成本是100万美元至150万美元。由于建造费用昂贵，电影院的投资者往往与电影发行商预先谈好或者预先签订今后若干时期内的IMAX电影放映合同，然后才投资和动工兴建IMAX影院。 IMAX为了大幅增加图像的分辨率，采用了特别的70毫米底片。传统70毫米底片的图像尺寸为48.5毫米×22.1毫米（Todd-AO），IMAX底片的图像尺寸69.6毫米×48.5毫米。为了以标准电影的每秒24格来曝光，IMAX底片的进片速度是一般底片的三倍。
要投影大片幅底片有一定的技术困难——传统70毫米底片在放大586倍后不够稳定。因此IMAX需要一些新技术，IMAX公司的威廉肖采用了一项澳洲的名为“滚动循环”的专利技术用于影片放映，主要是增加了一个压缩空气设备来加速底片滚动，并将一个圆柱形镜头置于放映机前端，在放映过程中保持真空状态。IMAX放映机用螺钉固定，四颗螺钉与齿轮将放映机固定在完全水平的状态。还通过增加凸轮控制臂来抵消放映过程中的细微晃动。放映机的快门长度也比传统设备长大约20%，灯管的亮度更高，最大的12-18千瓦氙气-弧光灯甚至需要水冷的电极。因此IMAX系统造价并不便宜，而且重量达1.8公吨。
IMAX的片基为柯达的ESTAR（即PET，亦即杜邦化工的Mylar®），原因并非在片基的强度，而在于此片基不会被显像的化学液影响了尺寸，IMAX的进片设备对底片边孔或厚度的变化有严格的要求，IMAX底片可归类为“15/70”底片，意指这种70毫米底片每格有15个边孔。IMAX的底片非常笨重，底片盘比一般电影的大得多。
IMAX底片为了尽用底片面积而没有声轨，它采用了六声道35毫米磁带播放与画面同步的声音。在1990年代前期，与画面分离的数字化六声道声源改为以更精确的脉冲产生器作为传统SMPTE时码的同步信号源。这是日后杜比数字及DTS等电影院多声道系统的前身。
IMAX继续发展，出现了新的表现手法，例如立体图像及每秒高达48格的画格数。音响系统方面则有Sonic-DDP（Direct Disc Playback，无压缩LPCM环绕声轨）、立体音响系统及呈椭圆形分布的扬声器群。。
IMAX的构造亦与普通电影院有很大分别。由于画面分辨率提高，观众可以更靠近银幕，一般所有座位均在一个银幕的高度内（传统影院座位跨度可达到8~12个银幕），此外，座位倾斜度亦较大（在半球形银幕的放映室可倾斜达23度），便于观众能够面向银幕中心。 IMAX Dome / OMNIMAX
IMAX Dome（旧称OMNIMAX，中译全天域电影）是用作投影于天文馆这一类倾斜的半球形银幕的。此系统采用一鱼眼镜头拍摄，使180度的景物能成像于平坦的底片上。投影时再采用另一鱼眼镜头即可让全景重现银幕。IMAX Dome水平投影角达180度，而垂直则为122度，其中22度低于投影机水平线，100度高于投影机水平线，这是配合倾斜半球形银幕而设的。有部分天文馆（例如香港太空馆）采用没有倾斜的半球银幕，因此图像总是高于投影机水平线，而观众的座椅则较一般影院更为后倾。
IMAX 3D
立体版本的IMAX技术。为营造出立体景深，IMAX 3D采用了双摄影机及双投映机拍摄及放映。
IMAX 3D放映时采用偏振光式放映，观看时以配戴偏光眼镜来分析立体图像。多数IMAX 3D影院采用线偏振镜片。而另外有的公司采用的是圆偏振眼镜，圆偏振眼睛受眼镜旋转角度影响较小，当观众歪头时基本不影响效果，而不像线偏振眼镜在观众歪头时会出现立体画面的虚影。
IMAX HD (48格/秒)
新版的IMAX技术，帧速率由原本24格/秒增加至48格/秒，以减少画面闪烁问题。于1992年的西班牙世界博览会发表。但因为拍摄成本比一般的多出一倍，至2000年被放弃使用。
IMAX Digital (数字IMAX)
于2008年发表的最新IMAX技术，投映机以DLP技术支持，数字IMAX分辨率为2K，与一般数字投影相同画质，因其分辨率相较胶卷IMAX低级非常之多。为了保障电影画面不因放大投影巨型屏幕而使画面清晰度降低，数字IMAX屏幕都缩小不少，甚至银幕仅仅8.2米高(台湾高雄大远百威秀影城数字IMAX)，IMAX原始的“巨型银幕、超高画质”两样皆失。
数字IMAX的优点为免除了一般70毫米底片笨重的缺点、画面明亮干净。
IMAX公司预计于2013年推出新技术—激光镭射数字IMAX，投影分辨率将提升至4K，颜色之呈现也会比先前数字IMAX更出色。激光镭射数字IMAX将改善先前数字IMAX的分辨率问题，并且维持IMAX原始的1.43:1银幕比例，遇到IMAX摄影机拍摄画面仍可播放完整的电影画面内容。
DMR
Digital Media Remastering，可译作数字原底翻版技术，IMAX为了推广其影院系统，推出了一个DMR技术应用于更多商业片的发布。首先，制片公司把影片的35毫米底片拷贝交给IMAX，然后IMAX以最高分辨率扫描每个画格，再对每幅画面进行锐化以及降噪，最后冲印在70毫米底片上。
在2002年秋，IMAX与环球影片公司联手推出阿波罗13号（1995）的IMAX版本，是首次利用IMAX独家的DMR重新制作技术将传统电影转换成IMAX格式。其他一些已经公映的影片如星球大战等也相继利用DMR技术处理被搬上IMAX。由于技术上的制约，早期DMR处理的影片长度最长不过2小时。在2003年，黑客帝国2：重装上阵突破了这一限制，成为IMAX发展历程中的重要里程碑。在2003年末，续集黑客帝国3：矩阵革命成为首部在IMAX和传统影院同步上映的影片。
观赏者大都对利用DMR技术放大制作的IMAX影片持肯定态度，这些影片带来的视觉和听觉上的享受远超过传统的35毫米电影。一个典型的例子是一名看过《阿波罗13号》的观众这样评价：“巨大的屏幕，爆炸般的声效，还有詹姆斯霍纳那荡气回肠的原声音乐都只有在IMAX才能感受到”。
DMR 和数字 IMAX 放映机都被看作是 IMAX 公司一种商业上的妥协，而非是一种彻底的技术革新。DMR放大技术不能与直接将电影制作成70毫米15孔的IMAX格式相提并论。大多数的 DMR 电影都是 16：9 或者 2.35：1 的宽银幕格式，所以在放映时并不能充满整个IMAX的屏幕，大约只能填充到二分之一的比例。IMAX 电影开头的 IMAX 标志短片的满屏的，而实际影片则是宽银幕的。某些影片如《变形金刚二》，虽然全片是宽屏幕的，但是在其中某几段胶片拍摄的片段播放时画面会延伸至满屏。DMR 的分辨率也不能和70毫米的胶片相比，特别是很多影片中使用的是数字摄影机和后期特技，所以即使是DMR也只能达到2K的分辨率。比如阿凡达的胶片版只有2K的原始分辨率。痴迷于大银幕的人会认为Cinerama技术的衰落与原先的处理方式被新的更简易的低成本的方式所替代大致是同时发出生的，而DMR只是一个重要标志。
IMAX原先只是针对真正70毫米摄制的电影才打上“IMAX的体验”这一标志，它也许可用DMR技术放大的影片使用这条标语。
