En 1902 creó la que está considerada su obra capital, Viaje a la luna. En ella la evolución de la continuidad narrativa cinematográfica da un paso de gigante, al montar la secuencia del disparo del cañón que lleva a los astrónomos a la Luna y, a continuación poner en escena un decorado con la cara animada de esta, que va creciendo en travelling inverso y sobre la que acaba aterrizando la nave/bala de cañón clavándose en ella.
En 1925 se reencuentra con una de sus principales actrices, Jeanne d'Alcy. Ella regenta un quiosco de juguetes y golosinas en la estación de Montparnasse. Méliès se casó con ella ocupándose juntos de la tienda. Allí será reconocido más tarde por Léon Druhot, director de Ciné-Journal, que lo rescatará del olvido.
Méliès intentó distribuir comercialmente Viaje a la Luna en Estados Unidos, pero técnicos que trabajaban para Thomas Alva Edison lograron hacer copias de la película y las distribuyeron por toda Norteamérica, y a pesar de que fue un éxito, Méliès nunca recibió dinero por su explotación.
Poco antes de la muerte de Méliès, en 1938, Henri Langlois, creador de la Cinemateca francesa recuperó y restauró parte de sus películas. Georges Méliès fue el gran creador del cine de espectáculo y fantasía, dando el paso hacia la creación de un lenguaje de ficción para el cine del que carecía el cinematógrafo tomavistas de los Lumière.
