Trong khi các hình ảnh phong cảnh được tái tạo bằng máy tính có thể ở dạng tĩnh, thuật ngữ hoạt hình máy tính chỉ áp dụng với các hình ảnh động ghép lại thành một bộ phim hoàn chỉnh. Tuy nhiên, nói chung, thuật ngữ hoạt hình máy tính ám chỉ tới các hình ảnh động nhưng không cho phép tương tác với người dùng, và thuật ngữ thế giới ảo được sử dụng với các môi trường hoạt hình có sự tương tác cao.

Hoạt hình máy tính chủ yếu là một người kế nhiệm kỹ thuật số của nghệ thuật hoạt hình stop motion (tự chuyển động) của các mô hình 3D và hoạt hình frame-by-frame (từng khung hình) của các hình vẽ minh hoạ 2D. Các phim hoạt hình mô phỏng bằng máy tính có khả năng điều khiển tốt hơn các quá trình thực hiện thực tế, thí dụ như dựng các mô hình nhỏ cho các cảnh quay cần hiệu ứng hay thuê thêm diễn viên cho các cảnh quay có đám đông, và bởi vì nó cho phép tạo ra các hình ảnh không thể thực hiện được bằng bất kỳ công nghệ nào khác. Nó cũng cho phép chỉ cần một họa sĩ đồ hoạ có thể tạo ra những nội dung như vậy mà không cần đến các diễn viên, đạo cụ đắt tiền.

Để tạo ra ảo giác của sự chuyển động, một hình ảnh được hiển thị trên màn hình máy tính và được liên tục thay thế bởi một hình ảnh mới giống với các ảnh trước, nhưng có thay đổi rất nhỏ về chu trình thời gian (thường ở tốc độ 24 đến 30 khung hình/giây). Kỹ thuật này giống với việc tạo ảo giác chuyển động được thực hiện trên truyền hình hoặc phim ảnh.