Concebida nos anos 60 pela produtora britânica AP Films, a técnica do "Supermarionation" foi usada extensivamente em muitas séries de ação e aventura produzidas por Gerry Anderson e sua esposa, Sylvia Anderson, sendo a mais famosa delas a série Thunderbirds. O termo cunhado por Gerry Anderson fazia alusão a união das palavras "Super", "Marionete" e "Animação". Não era como um filme comum e nem uma animação em stop motion com bonecos. O "Supermarionation" era uma filmagem, mas os personagens eram interpretados por marionetes suspensas e manipuladas por fios. Estes fios, por vezes aparentes nas cenas, eram finos filamentos de metal para controle comum de marionetes e também cabos elétricos que forneciam sinais de controle para componentes eletrônicos nas cabeças das bonecos. A capacidade da produção de mascará-los e sua espessura foram melhorando consideravelmente durante o desenvolvimento dos programas.
As primeiras séries da APF que usaram marionetes foram The Adventures of Twizzle (1957) e Torchy the Battery Boy (1960) servindo de aprendizado para o que viria a ser o Supermarionation. Mas somente na série Four Feather Falls (1960) teria início a nova técnica, quando as cordas da cabeça dos bonecos foram substituídas por finos fios de aço de tungstênio e suas mandíbulas passaram a ser articuladas por um mecanismo interno de sincronização de lábios eletrônico acionado por solenoide. A sincronização labial foi o ponto fundamental no desenvolvimento do sistema que tornou mais fácil para os marionetistas operarem em sintonia com o diálogo, sem precisarem decorar as falas dos personagens. Além disso, Anderson conseguiu dessa forma que os bonecos falassem sem que suas cabeças balançassem junto para isso.
As séries de TV a utilizarem da técnica foram: Four Feather Falls (1960), Supercar (1961), Fireball XL5 (1962), Stingray (1964), Thunderbirds (1965), Captain Scarlet and the Mysterons (1967), Joe 90 (1968) e The Secret Service (1969), este último era um híbrido, mesclando cenas de marionetes com atores de verdade.
Dois longas baseados na série Thunderbirds também foram feitos em Supermarionation: Thunderbirds Are Go (1966) e Thunderbird 6 (1967). Além disso, numerosos episódios de Thunderbirds, Captain Scarlet e outras séries foram editados juntos (às vezes com o acréscimo de nova narração) para formar longas para lançamento em VHS e distribuição de TV nos anos 80.
Em 1973, seguindo a linha de híbrido como no caso de "The Secret Service", Anderson chegou a produzir um episódio piloto para uma série chamada "The Investigator", mas ficou descontente com os resultados. Esta foi a última ocasião sabida de uma produção em Supermarionation por Anderson.
Usos semelhantes da técnica por outras pessoas incluem a série de TV japonesa X-Bomber de 1980 (também conhecida como Star Fleet), filmada com a técnica apelidada de "Supermariorama" pela equipe. O titereiro japonês Kinosuke Takeda também produziu três séries de TV com esse estilo entre 1960 e 1970, incluindo "Spaceship Silica", "Galaxy Boy Troop" e "Aerial City 008". Uma série de comédia americana exibida na MTV em 1998 chamada "Super Adventure Team" foi produzida no estilo com marionetes de ação ao vivo, mas tinha temas mais adultos e situações sugestivas. Os criadores de South Park, Trey Parker e Matt Stone também brincaram com o uso da técnica no filme "Team America: World Police" de 2004 parodiando o estilo de marionetes de Thunderbirds, apelidando sua versão de "Supercrappymation", já que as cordas que controlavam os bonecos eram intencionalmente deixadas visíveis.
