Cameron đã nhận được Giải Ray Bradbury đầu tiên từ Hiệp hội nhà văn khoa học viễn tưởng và kỳ ảo Hoa Kỳ vào năm 1992 cho Kẻ hủy diệt 2: Ngày phán xét. Để ghi nhận "sự nghiệp xuất sắc với tư cách là nhà làm phim người Canada", Đại học Carleton đã trao cho Cameron bằng Tiến sĩ Mỹ thuật danh dự vào ngày 13 tháng 6 năm 1998.[155] Cameron đã nhận được giải Golden Plate của Viện Hàn lâm Thành tựu Hoa Kỳ vào năm 1998, do George Lucas trao tặng.[156] Ông cũng nhận được bằng tiến sĩ danh dự năm 1998 từ Đại học Brock ở St. Catharines, Ontario, cho những thành tựu của mình trong ngành công nghiệp điện ảnh quốc tế.[157] Năm 1998, Cameron nhận bằng danh dự của Đại học Ryerson, Toronto;[155] trường đại học này trao tặng danh hiệu cao quý nhất cho những người có đóng góp phi thường ở Canada hoặc quốc tế. Một năm sau, Cameron nhận bằng Tiến sĩ Mỹ thuật danh dự của Đại học Bang California, Fullerton.[158] Các tác phẩm của Cameron đã được Viện Hàn lâm Khoa học và Nghệ thuật Điện ảnh công nhận; ông cũng là một trong số ít đạo diễn giành được ba giải Oscar trong một năm. Với Titanic, ông giành giải Đạo diễn xuất sắc nhất, Phim hay nhất (chia sẻ với Jon Landau) và Dựng phim xuất sắc nhất (chia sẻ với Conrad Buff và Richard A. Harris). Năm 2009, ông được đề cử giải Dựng phim xuất sắc nhất cùng với John Refoua và Stephen E. Rivkin,[159] Đạo diễn xuất sắc nhất và Phim hay nhất cho Avatar. Cameron đã giành được hai giải Quả cầu vàng cho Đạo diễn xuất sắc nhất với Titanic và Avatar.[160]

Để ghi nhận những đóng góp của ông trong công nghệ quay phim dưới nước và công nghệ phương tiện từ xa, Đại học Southampton đã trao tặng Cameron bằng Tiến sĩ danh dự của trường vào tháng 7 năm 2004. Cameron đã nhận giải thưởng tại Trung tâm Hải dương học Quốc gia Hoa Kỳ.[161] Năm 2008, Cameron nhận được một ngôi sao trên Đại lộ Danh vọng của Canada[162] và một năm sau, nhận được ngôi sao thứ 2.396 trên Đại lộ Danh vọng Hollywood.[163] Vào ngày 28 tháng 2 năm 2010, Cameron đã được vinh danh với Giải thưởng Thành tựu trọn đời của Hiệp hội Hiệu ứng Hình ảnh (VES).[164] Vào tháng 6 năm 2012, Cameron được giới thiệu đến Đại sảnh Danh vọng Khoa học Viễn tưởng tại Bảo tàng Văn hóa nhạc Pop vì những đóng góp của ông cho lĩnh vực khoa học viễn tưởng và giả tưởng. Lấy cảm hứng từ Avatar, Disney đã xây dựng Pandora – The World of Avatar tại Vương quốc Động vật của Disney ở Hồ Buena Vista, Florida, mở cửa cho công chúng vào ngày 27 tháng 5 năm 2017.[165] [166] Loài ếch Pristimantis jamescameroni được đặt theo tên của Cameron để vinh danh những đóng góp của ông trong việc thúc đẩy nhận thức về môi trường và vận động ăn chay.[167][168][169]

Năm 2010, tạp chí Time vinh danh Cameron là một trong 100 người có ảnh hưởng nhất trên thế giới.[170] Cùng năm đó, ông được xếp ở vị trí đầu danh sách trong The Guardian Film Power 100 [171] và ở vị trí thứ 30 trong danh sách "50 nhân vật có ảnh hưởng nhất thế giới năm 2010" của New Statesman.[172] Năm 2013, Cameron đã nhận được Giải Nierenberg cho Khoa học Cộng đồng, giải thưởng được trao hàng năm bởi Viện Hải dương học Scripps.[173] Năm 2019, Cameron được Toàn quyền Canada Julie Payette bổ nhiệm làm Người đồng hành của Order of Canada.[174]