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La Supermarionation est un procédé mis au point par le réalisateur britannique Gerry Anderson pour sa première série proprement dite Four Feather Falls (1960) puis sa première série de science-fiction, Supercar (1961-1962) et popularisée surtout par Les Sentinelles de l'air (Thunderbirds, 1965-1966).
Ce procédé induit l'utilisation de marionnettes très détaillées, manipulées du dessus par une série de câbles métalliques extrêmement fins, qui jouent à la fois le rôle de fils de guidage et de conducteurs électriques pour le contrôle de certains systèmes électroniques contenus dans la marionnette. La tête de la poupée est notamment équipée d'un moteur à solénoïde permettant une synchronisation précise des mouvements des lèvres avec les dialogues préenregistrés. Ces personnages évoluent dans des décors soignés à leur échelle et les différents véhicules futuristes mis en scène sont des maquettes radioguidées ou suspendues à des câbles.
Parmi les principales séries télévisées utilisant ce procédé, on peut citer encore : Fusée XL5 (Fireball XL5, 1962-1963), Stingray (Stingray, 1964-1965), Capitaine Scarlet (Captain Scarlet and the Mysterons, 1967-1968), Joe 90 (1968-1969) et enfin Service secret (The Secret Service, 1969). En 1973 est tourné également l'épisode pilote d'une série qui n'aboutira jamais, The Investigator.