Джеймс Фрэнсис Кэмерон родился 16 августа 1954 года в канадской провинции Онтарио в городке с индейским названием Капускасинг. Джеймс (или сокращённо Джим) был старшим ребёнком в многодетной семье и должен был помогать родителям с воспитанием трёх братьев и сестры. Уже в детстве он ощущал себя руководителем, лидером.
В будущем это пригодилось ему в работе с людьми на съёмочной площадке. Его отец Филипп был инженером на бумажной фабрике, а мать Ширли служила медсестрой в Канадской армии. Работая бок о бок с военными, она научилась обращаться с оружием. Неслучайно героини Кэмерона — зачастую сильные женщины, умеющие постоять за себя и защитить близких. Они словно срисованы с его мамы. Кроме того, Ширли хорошо рисовала и привила любовь к живописи своему сыну.