La història de l'animació va començar molt abans que la cinematografia es desenvolupés com a tal. Els éssers humans probablement ja havien intentat representar el moviment en el Paleolític. Molt més tard, els jocs d'ombres i la llanterna màgica (des d'aproximadament 1659) oferien espectacles populars amb imatges projectades en una pantalla, que es movien com a resultat de la manipulació manual o de petits mecanismes. El 1833, el disc estroboscòpic, més conegut com fenaquistoscopi, va introduir els principis estroboscòpics de l'animació moderna, que, dècades més tard, també servirien de base per a la cinematografia. Entre 1895 i 1920, durant l'auge de la indústria cinematogràfica, es van desenvolupar diverses tècniques d'animació, com l'stop-motion amb objectes, titelles, argila o figures retallades, i l'animació dibuixada o pintada. L'animació dibuixada a mà, sobretot la pintada sobre cels, va ser la tècnica dominant durant la major part de segle XX i es va conèixer com animació tradicional (de vegades animació 2D).
Amb el canvi de mil·lenni, l'animació per ordinador va esdevenir la tècnica d'animació dominant a la majoria de llocs (encara que l'anime japonès i les produccions europees dibuixades a mà continuaren sent molt populars). L'animació per ordinador s'associa principalment amb una aparença tridimensional amb ombrejat detallat, tot i que s'han generat o simulat molts estils d'animació diferents amb els ordinadors. Algunes produccions poden ser reconegudes com animació Flash, però en la pràctica, l'animació per ordinador amb una aparença relativament bidimensional, contorns austers i poc ombrejat, es considerarà generalment com "animació tradicional". Així, per exemple, el primer llargmetratge realitzat per ordinador, sense càmera, va ser The Rescuers Down Under (1990), però el seu estil amb prou feines pot distingir-se de l'animació cel.
Aquest article detalla la història de l'animació que sembla dibuixada o pintada a mà, independentment de la tècnica subjacent.
Primeres experiències de moviment en l'art miniatura|300px|Dibuix de cinc imatges seqüencials pintades en un bol del jaciment de la Ciutat Cremada a l'Iran, a la fi de la meitat del tercer mil·lenni abans de Crist. miniatura|300px|Dibuix d'un mural d'una cambra funerària egípcia, d'uns 4000 anys d'antiguitat, que mostra a lluitadors en acció.
Hi ha diversos exemples d'imatges seqüencials que es podrien considerar les primeres en semblar sèries animades de dibuixos. La majoria d'aquests exemples només permetrien una velocitat de fotogrames extremadament baixa en animar-les, la qual cosa donaria lloc a animacions curtes i tosques que no serien gaire realistes. No obstant això, és molt poc probable que aquestes imatges estiguessin pensades per ser vistes com una animació. És possible imaginar la tecnologia que podria haver-se utilitzat en els períodes de la seva creació, però no s'han trobat proves concloents en artefactes o descripcions. De vegades, s'argumenta que, aquestes primeres imatges seqüencials, són interpretades amb excessiva lleugeresa com a «precinematogràfiques», per persones acostumades al cinema, als còmics i a d'altres imatges seqüencials modernes. És incert que els creadors d'aquestes imatges preveiessin una cosa semblant. Una animació fluida necessita un desglossament adequat del moviment en imatges separades, d'instàncies molt curtes, la qual cosa, difícilment es podia imaginar abans dels temps moderns. El mesurament d'instàncies més curtes que un segon va ser possible per primera vegada amb instruments desenvolupats en la dècada de 1850.
Els primers exemples d'intents de capturar el fenomen del moviment, en un dibuix fix, es troben a les pintures rupestres del Paleolític, quan a vegades es representaven figures d'animals, amb potes múltiples, en posicions superposades o en sèries que es poden interpretar com un sol animal en diferents posicions. S'ha dit que, l'objectiu aquestes figures superposades, era una suposada forma d'animació a partir de la llum parpellejant de les flames d'un foc o d'una torxa que passava, il·luminant alternativament diferents parts de la paret de roca pintada i revelant les diferents parts del moviment.
També s'ha suggerit que les troballes arqueològiques de petits discs paleolítics, amb un forat al centre i dibuixos a banda i banda, podrien ser una mena de taumàtrop prehistòric que mostra moviment quan es gira amb una corda.
Un bol de ceràmica, de 5.200 anys, descobert a Xahr-i Sokhta, Iran, té cinc imatges seqüencials pintades al seu voltant, que semblen mostrar les fases d'una cabra que salta per picar un arbre.
Un mural egipci d'uns 4.000 anys d'antiguitat, trobat a la tomba de Khnumhotep al cementiri de Beni Hassan, presenta una llarguíssima sèrie d'imatges que aparentment representen la seqüència d'esdeveniments en un combat de lluita.
El fris del Partenó (cap al 400 aC) ha estat descrit com la representació de les fases resultants de l'anàlisi d'un moviment, estructurades rítmicament i melòdicament amb contrapunts com una simfonia. S'assegura que les parts formen una animació coherent si les figures es filmen imatge per imatge (fotograma per fotograma). Tot i que l'estructura segueix un continu espai espaciotemporal únic, té estratègies narratives.
El poeta i filòsof romà Lucreci (?94 aC – ?55 aC) va escriure al seu poema De rerum natura algunes línies que s'acosten als principis bàsics de l'animació: «... quan la primera imatge desapareix i després una segona apareix en una altra posició, la primera sembla que altera la seva posició. Per descomptat, cal suposar que això es produeix molt ràpidament: tan gran és la seva velocitat, tan gran és la reserva de partícules en qualsevol moment de sensació, per permetre el subministrament.» El poeta, però, es referia a imatges de somnis, més que a imatges produïdes per tecnologia real o imaginària.
El còdex medieval Sigenot (1470) té il·luminacions seqüencials, amb intervals relativament curts, entre les diferents fases de l'acció. Cada pàgina té una imatge dins d'un marc sobre el text, amb una gran consistència pel que fa a la mida i posició al llarg del llibre (amb una diferència de mida constant per als costats rectes i posteriors de cada pàgina).
Una pàgina de dibuixos de Leonardo da Vinci (1452 – 1519) mostra estudis anatòmics amb quatre angles diferents dels músculs de l'espatlla, el braç i el coll d'un home. Els quatre dibuixos es poden llegir com un moviment de rotació.
Els registres xinesos antics contenen diverses mencions de dispositius, inclosa una feta per l'inventor Ding Huan, que es diu que "dona una impressió de moviment" a una sèrie de figures humanes o animals, però aquests relats no són clars i només es poden referir al moviment real de les figures a través de l'espai.
Des d'abans de l'any 1000 de l'era cristiana, els xinesos tenien un fanal giratori on es projectaven, sobre els seus costats de paper prim, siluetes que semblaven que es perseguien les unes a les altres. Aquest fanal s'anomenava «llum de cavall de trot» (走馬燈), ja que les siluetes solien representar cavalls i genets. Les siluetes retallades es fixaven a l'interior de la llanterna, a un eix, amb un rotor de paletes de paper a la part superior, que girava gràcies a l'aire calent que sortia d'una làmpada. Algunes versions van afegir moviment addicional, amb els caps, peus o mans de les figures, articulats i impulsats per un filferro connectat transversalment.
Les volvelles tenen parts mòbils, però aquests i altres materials de paper que es poden manipular per moure’s no se solen considerar animació.
Teatre d'ombres miniatura|Figures del teatre d'ombres (1780).
El teatre d'ombres constitueix una forma d'expressió propera a l'animació. És tracta d'una forma d'entreteniment en la qual diverses figures es mouen per una pantalla, generalment seguint un guió, el qual es complementa amb diàlegs, sons i música. Les figures poden ser molt detallades i estar articulades. El més probable és que la primera projecció d'imatges es remunti a la prehistòria i a ombres fetes amb les mans o els cossos a prop d'una foguera. Aquest art evolucionaria cap a formes més refinades de titelles d'ombra, en particular, figures retallades articulades i planes que se sostenen entre una font de llum i una pantalla translúcida. Les formes de les titelles de vegades inclouen colors translúcids o altres tipus de detalls. La història de les titelles d'ombra és incerta, però semblaria haver començat a l'Àsia, probablement en el primer mil·lenni abans de Crist. Els registres més clars semblen remuntar-se a l'entorn de l'any 900 de l'era cristiana. Més tard es va estendre a l'Imperi Otomà i no sembla que hagués arribat a Europa abans del . Es va fer popular a França a la fi de el . Dominique Séraphin va començar els seus elaborats espectacles d'ombres el 1771 i els va representar fins a la seva mort el 1800. Els seus hereus van continuar fins que el teatre familiar va tancar el 1870. Séraphin utilitzava de vegades mecanismes de rellotgeria per a automatitzar l'espectacle. Al voltant de l'època en què es va desenvolupar la cinematografia, diversos teatres de Montmartre van mostrar elaborats i reeixits espectacles dOmbres Chinoises. El famós Le Chat Noir va produir 45 espectacles diferents entre 1885 i 1896.
La llanterna màgica miniatura|Apunts de Christiaan Huygens de 1659 per a una projecció de La Mort arrencant-se el cap miniatura|Diapositiva amb un trapecista fantoccini i un disseny de sanefes de cromatrop (?1880)
Les imatges en moviment es van projectar, probablement, a partir de 1659, amb la invenció, per Christiaan Huygens, de la llanterna màgica. Els seus esborranys per a les diapositives de la llanterna màgica, datats en aquest any, són els documents més antics que es coneixen sobre aquest aparell. Un esborrany encerclat representa a La Mort aixecant el braç, des dels dits dels peus fins al cap; un altre, la mostra movent el braç dret cap amunt i cap avall, des del colze i, un tercer, la representa arrencant-se el crani del coll i tornant-se'l a col·locar. Les línies de punts indiquen els moviments previstos.
Les tècniques per afegir moviment a les diapositives de vidre pintades, per a la llanterna màgica, es van descriure al voltant de 1700. En general, es tractava de diferents parts —per exemple, en el cas de La Mort, el braç o el crani— pintades, en una o diverses peces addicionals de vidre, que es movien a mà, o mitjançant petits mecanismes, a través d'una diapositiva fixa que mostrava la resta de la imatge. Alguns temes molt populars per a les diapositives mecàniques eren: les espelmes d'un molí de vent girant, una processó de figures, un home bevent i portant el got cap a la boca, un cap amb ulls mòbils, un nas que creix molt, rates saltant a la boca d'un home adormit, etc. Una diapositiva més complexa, del , mostrava els vuit planetes coneguts aleshores i els seus satèl·lits orbitant al voltant del sol. Dues capes d'ones, pintades sobre vidre, aconseguien crear una il·lusió convincent d'un mar en calma que es convertia en un mar tempestuós que sacsejava algunes embarcacions a l'augmentar la velocitat de manipulació de les diferents parts.