Das Herzstück jedes IMAX-Projektors und zugleich der Schlüssel zu der überragenden Perfektion, Flimmerfreiheit und Stabilität des IMAX-Erlebnisses ist der sogenannte IMAX Rolling-Loop-Mechanismus, der den Film horizontal, in sanften Wellenbewegungen durch den Projektor transportiert. Während der Projektion wird jedes Filmbild von Sperrgreiferstiften flimmerfrei stabilisiert und durch ein Vakuum an die Rückseite der Projektionsoptik gesaugt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Filmprojektoren kann das Filmbild im IMAX-System nicht verrutschen, man sagt auch, das Bild stehe "rock-stable".   

Um die Genialität des IMAX-Systems zu begreifen, ist es vonnöten, zunächst einen Filmprojektor herkömmlicher Bauart und seine Schwächen zu betrachten. Die folgenden Überlegungen gelten demzufolge für Projektoren, wie sie in fast allen Filmtheatern zum Einsatz gelangen, NICHT jedoch für die IMAX-Theater.

In herkömmlichen Filmprojektoren erfolgt die Projektion des Filmes, und damit die Illusion der Bewegung derart, daß pro Sekunde viele einzelne Bilder des Filmes auf eine Leinwand projiziert werden. Um dieses zu erreichen, muß der Film, dessen Einzelbilder stetig aufeinander folgen, in ruckartigen, schrittweisen Bewegungen vorwärts transportiert werden. Während der Weiterbewegung des Filmes zum nächsten Einzelbild dunkelt eine sogenannte Umlaufblende die Leinwand ab, so daß kein Licht den Projektor verlassen kann. Sobald das nächste Filmbild vor der Linse zum Stehen gekommen ist, gibt die Blende die Projektoroptik wieder frei - das Bild wird von der Projektorlampe durchleuchtet und mittels der Optik auf die Leinwand geworfen. 

Um während des Projektionsprozesses den Eindruck einer flüssigen Bewegung der Filmhandlung zu erreichen, und um Flimmern des Filmes zu vermeiden, darf die Anzahl der pro Sekunde gezeigten Einzelbilder nicht zu niedrig sein. In herkömmlichen Filmtheatern zeigen die Projektoren in jeder Sekunde 24 Einzelbilder, zur Vermeidung von Flimmereffekten allerdings wird bei einigen Projektortypen jedes Einzelbild in Wahrheit zweimal gezeigt, also insgesamt 48 Bilder pro Sekunde.

Der Film muß an jedem Filmbild weitertransportiert, angehalten und fixiert werden. Nach der Projektion muß der Film wieder beschleunigt werden, um das nächste Einzelbild zeigen zu können. Diesen Vorgang leistet in den heutigen, herkömmlichen Filmprojektoren das sogenannte Malteserkreuzgetriebe.

Die Antriebswelle trägt an ihrem Ende eine Scheibe aus Metall mit dem sogenannten Sperr-Rad. Die Scheibe besitzt zusätzlich im freien Sektor der Sperrscheibe einen metallischen Stift, den sog. Mitnehmerstift. Dieser rotiert bei einer Drehung der Antriebswelle auf dem Umfang der Scheibe mit. Im Eingriff mit der beschriebenen Anordnung befindet sich das eigentliche Malteserkreuz. Es besteht aus einer kreuzförmigen Platte, welche vier um 90° versetzte Schlitze besitzt, in welche der Mitnehmerstift eingreifen kann. Bei einer Drehung der Antriebswelle gerät nun der Mitnehmerstift in einen dieser Schlitze, und nimmt das Malteserkreuz um exakt 90° mit. Während die Antriebswelle weiterdreht, verharrt das Malteserkreuz an der zuletzt eingenommenen Position, bis der Mitnehmerstift erneut in Eingriff kommt und das Malteserkreuz wiederum um 90° mitnimmt. Eine Sperrscheibe verhindert in den Phasen, in denen der Mitnehmerstift nicht im Eingriff mit dem Malteserkreuz ist, ein Weiterdrehen der Scheibe. 

An der Abtriebswelle des Malteserkreuzes befindet sich der Filmtransport. Zwei Zahnräder greifen in die Perforation des Filmes ein und nehmen diesen entsprechend der ruckartigen Bewegung des Malteserkreuzes mit. Der Mechanismus ist somit in der Lage, eine kontinuierliche Rotation der Antriebswelle in eine für den Filmtransport notwendige ruckartige Bewegung umzusetzen. Man nennt ein derartiges Getriebe auch ein Schritt- oder Schaltgetriebe.

Der große Nachteil des beschriebenen Mechanismus ist seine Abnutzung im Laufe der Zeit, der durch mechanische Reibung kämmender Teile entsteht. Durch unvermeidlichen Abrieb entstehen Toleranzspiele, welche die Homogenität des Filmtransportes beeinträchtigen und sich auf der Leinwand als Flimmern oder instabiles Bild äußern. Zur Verzögerung von Abnutzungseffekten läuft der Malteserkreuzmechanismus typischerweise in Schmieröl. 

Das IMAX-Projektionssystem kennt diese Nachteile aufgrund seiner völlig anderen Lösung für den Filmtransport nicht. Im IMAX-System bleibt die Filmstabilität weitestgehend erhalten. Der weitaus größere Vorteil des Rolling-Loop-Systems liegt jedoch zweifelsohne in der ungleich schonenderen Behandlung des Filmes selbst. Im IMAX-System muß der Film nicht ruckartig und apprupt bewegt werden - er gleitet schonend auf Luftkissen und Führungsschienen, in wellenartigen Bewegungen durch den Projektor.

Das IMAX-System wurde 1967 auf der EXPO in Montreal erstmals vorgestellt; seinerzeit waren sogenannte Multiscreen Filme eine große Beliebtheit. Dabei handelt es sich um Filme, die auf mehreren Leinwänden gezeigt wurden, um das Bildfeld für den Zuschauer enorm zu vergrößern. Eine kleine Gruppe kanadischer Regisseure und Unternehmer (Graeme Ferguson, Roman Kroiter und Robert Kerr), welche einige dieser überaus beliebten Filme gedreht hatten, entschlossen sich, ein neuartiges Filmsystem zu entwickeln, welches einen einzigen, mächtigen Projektor verwandte. Dies stand in völligem Gegensatz zur damals eingesetzten Technik, die aus mehreren sperrigen und umständlichen Projektoren bestand. Das Resultat ihrer Bemühungen sollte die Filmtheaterindustrie revolutionieren, denn erstmals stand ein System zur Verfügung, welches in überwältigender Weise Bild und Ton auf bisher niemals gesehener Leinwandgröße kombinieren konnte. Der Name dieses Systems war IMAX (Image Maximization).

Das IMAX-System hatte seine Premiere im Jahre 1970, im Fuji Pavilion der EXPO in Osaka, Japan. Das erste dauerhaft installierte Theater wurde in Ontario Place Cinesphere in Toronto im Jahre 1971 verwirklicht. Das Kuppeltheatersystem OMNIMAX, das Schwestersystem von IMAX, wurde in San Diego am H. Fleet Space Theatre am 10. März 1973 das erste Mal der Öffentlichkeit vorgestellt. Es wurde ein schlagartiger Erfolg. Vor ein paar Jahren wurde der Handelsname des Systems von OMNIMAX auf IMAX Dome umgestellt.

Der Film bewegt sich horizontal mit 24 Bildern pro Sekunde in einer weichen, wellenartigen Bewegung durch den Projektor. Während der Projektion wird jedes Filmbild von feststehenden registration pins fixiert und der Film wird von einem Vakuum an den hinteren Teil der Linse gesaugt. Das Resultat ist, daß Filmruhe und –schärfe weit über den normalen Standards liegen. Der Projektionsmechanismus arbeitet mit sechs mechanischen Komponenten, die gegenseitig mit höchstem Synchronismus ineinander greifen müssen, um den Film Bild für Bild mit hoher Präzision und kleinster Toleranz vorwärts bewegen zu können. Diese Elemente bilden das Herz des Rolling Loop Systems.

Eine Trommel, der sog. Rotor,  mit einem Durchmesser von 37,5 inch (95,2 cm) trägt an ihrem Umfang acht Fenster oder Lücken, in welcher sich jeweils eine Schleife oder Welle im Film bildet, weil dieser von einem Einlaufrad (sprocket wheel) in diese Lücken gedrückt wird. Die Trommel bewegt den Film vorwärts, indem sie die Schleifen um den Trommelumfang herum schiebt (sog. Rolling Loop – die rollende Schleife).

Das Einlaufrad (sprocket wheel) läuft in Synchronismus mit der Trommel und gibt ein Filmbild (also 15 Perforationen) pro Trommellücke frei. Es positioniert den Film so, daß die Mitnehmerstifte die betreffende Perforation genau an der vorgesehenen Stelle treffen.

Dieses Ventil, welches eine Zuführung für jede Lücke in der Trommel hat, preßt Druckluft in eine Reihe von Jets an den Trommellücken, während die Lücke das Filmeinlaufrad passiert. Dies soll das Ausformen und Beschleunigen der Filmschleife erleichtern, welche sich zu diesem Zeitpunkt in der Trommellücke bildet.

Die Filmbilder werden immer dann bewegt, wenn die Trommellücke die Linsenöffnung mit einem neuen Filmbild passiert. Die Filmbilder werden dann von den vier pins an der Linsenöffnung fixiert, was durch ein Vakuum an der Linse erleichtert wird. Zwischen jeweils zwei Lücken in der Trommel befindet sich eine Blende, so daß jedes Bild zweimal gezeigt wird. Dieser 68% Blendenmechanismus läßt ein Drittel mehr Licht durch die Linse fallen als ein 50% Mechanismus in herkömmlichen Projektoren.