Les premières photos officielles du films sont publiées le 14 août 2009 et le magazine Empire propose des images exclusives du film dans son édition de novembre. Le 23 juillet, Cameron, le producteur Jon Landau, Zoe Saldana, Stephen Lang et Sigourney Weaver apparaissent ensemble lors d’un débat animé par Tom Rothman lors du Comic-Con 2009. À cette occasion, près de vingt cinq minutes d’images provenant du film sont dévoilées en Dolby 3D. Weaver et Cameron participent à d’autres débats dans le cadre du Comic-Con, dans le but de promouvoir le film, respectivement le 23 et le 24 juillet.
James Cameron annonce lors du Comic-Con que le 21 août sera l’« Avatar Day ». C’est ce jour précisément que la bande-annonce du film sera diffusé dans tous les formats cinématographiques, ainsi que la bande-annonce du jeu vidéo et la collection de jeu dérivé. La bande-annonce de 129 secondes sort en ligne le 20 août et devient la bande-annonce la plus visionnée sur le site d’Apple avec 4 millions de visionnements en lecture en continu dès le premier jour. Une nouvelle bande-annonce de 210 secondes sort en salle le 23 octobre, puis se retrouve en ligne le 29 octobre sur Yahoo!. Une version plus longue en IMAX 3D reçoit des critiques très positives.
Néanmoins, quelques jours après la sortie de la première bande-annonce, The Hollywood Reporter rapporte le même scepticisme ambiant que lors de la sortie de Titanic. L’événement suscite de nombreuses réactions sur le Web. Certains comparent Avatar à des films d’animations tels que Delgo ou Les Aventures de Zak et Crysta dans la forêt de FernGully. Le site SpoutBlog met en ligne le jour même un article intitulé Les 10 films auxquels Avatar ressemble malheureusement. Les Na’vis sont comparés à Jar Jar Binks ou à des Schtroumpfs géants.
Le 30 octobre, pour célébrer l’ouverture du premier cinéma 3D au Vietnam, la Fox autorise Megastar Cinema à projeter un extrait exclusif de 16 minutes du film à la presse. Le 1er novembre 2009, une bande-annonce de trois minutes et demie est diffusée en direct aux spectateurs d’un match de football américain au Cowboys Stadium à Arlington, Texas, sur le Diamond Vision screen, le plus grand écran géant au monde, ainsi qu’aux téléspectateurs regardant le match retransmis sur la Fox. Il s’agirait de la plus importante diffusion en direct d’une bande-annonce jamais réalisée.
The Coca-Cola Company collabora avec la Twentieth Century Fox pour lancer une campagne publicitaire mondiale afin de promouvoir le film. Le point culminant de la campagne fut l’ouverture du site web AVTR.com. Des bouteilles et des canettes de Coca-Cola Zero, lorsqu’elles étaient tenues devant une webcam, permettaient aux utilisateurs d’interagir avec le site en 3D grâce à une technologie de réalité augmentée. Dans l’épisode The Gamer In The Grease (Saison 5, épisode 9) de la série Bones appartenant à Fox Network, on voit Joel David Moore, qui tient un rôle récurrent dans la série, attendre impatiemment la sortie d’Avatar.
Un jeu vidéo du même nom développé par Ubisoft est sorti quelques semaines avant le film, il ne reprend pas la trame du film mais seulement son univers et l’utilisation de la 3D. Le réalisateur et les développeurs du jeu vidéo ont collaboré étroitement, et Cameron décida d’inclure certains des véhicules et des créatures développés par l’équipe d’Ubisoft. James Cameron’s Avatar: The Game est sorti le 1er décembre pour la plupart des consoles de jeu vidéo (PlayStation 3, Xbox 360, Wii, Nintendo DS, iPhone) et pour Microsoft Windows, et le 8 décembre pour la PlayStation Portable.
Avatar: A Confidential Report on the Biological and Social History of Pandora, un livre guide de 224 pages sur la planète Pandora, édité par Harper Entertainment et sorti le 24 novembre 2009 soit quelques semaines avant la sortie du film. Il propose une compilation de données faite par les humains sur Pandora et les formes de vie qui s’y trouvent. Il a été écrit par Maria Wilhelm et Dirk Mathison. HarperFestival a également édité James Cameron’s Avatar: The Reusable Scrapbook, un livre pour enfants de 48 pages écrit par Wilhelm.
The Art of Avatar: James Cameron’s Epic Adventure est sorti le 30 novembre 2009, édité par Abrams Books, il présente certaines créations artistiques du film comme des croquis, des illustrations de Lisa Fitzpatrick et des photographies faites sur le plateau de tournage. Le producteur Jon Landau a écrit les avant-propos, Cameron l’épilogue et le réalisateur Peter Jackson la préface.
Lors d’une interview en 2009 Cameron avait annoncé qu’il comptait écrire un roman sur le monde d’Avatar une fois le film sorti. En février 2010, le producteur Jon Landau annonce que Cameron travaille sur un livre sous forme de préquelle qui permettra de développer certaines informations inexploitées du film, afin d’aller plus en profondeur et de donner une fondation à Pandora. En cas de succès, il n’exclut pas la parution de sagas littéraires reprenant l’univers de Pandora, comme ce que George Lucas avait fait avec La Guerre des étoiles.
En France à l’occasion de la sortie du film, La Poste a édité un timbre collector inédit, à effet métallique brillant, en version limitée à 20 000 exemplaires. La planche de 10 timbres était vendue au prix de 9,90 euros dès le 16 décembre 2009, en exclusivité sur la boutique web du timbre. Elle comprend 10 timbres autocollants à validité permanente représentant les visages de Jake et Neytiri, et une grande vignette reprenant le visuel.
Mattel Toys annonce en décembre 2009 une collection de figurines Avatar. Chaque figurine sera livrée avec un tag internet 3D, dénommé i-TAG, que l’acheteur pourra scanner en utilisant une webcam, et qui permettra d’accéder à une page en ligne unique, spécifique à chaque figurine.
Une série de figurines représentant chacun des six personnages principaux du film est aussi distribuée dans les Happy Meals de McDonald’s en Argentine, Brésil, Canada, Chine, Colombie, États-Unis et Venezuela.