A Cartoon Netowrk egy amerikai filmstúdió, amelynek tulajdonosa a Turner Broadcasting System, a Time Warner leányvállalata. 1994-ben alapították. A stúdió főleg animációs műsorokat készít a Cartoon Network részére. A Cartoon Network Studiosnak két társstúdiója van: a londoni Cartoon Network Development Studio Europe és az abu-dhabi Cartoon Network Studios Arabia.
Az első eredeti műsor a The Moxy Show volt 1993-ban, ezt követte a Space Ghost Coast to Coast 1994-ben, az első olyan produkció, amely készítésében a Cartoon Network is részt vett. A sorozat többnyire a régebbi Hanna-Barbera-féle Space Ghost szériából vett át animációkat és egy talk-show volt, melybe igazi vendégeket hívtak meg. A sorozat elnyerte a fiatal felnőttek tetszését is, ezért később átkerült az Adult Swimre.
1994-ben megalapították a Cartoon Network Studios-t, amely közösen a Hanna-Barberával rajzfilmeket gyártott a csatorna számára. Az első társprodukció a What a cartoon! lett, amely hétperces rövidfilmekből áll. Ezek sok későbbi sikersorozat pilótafilmjeiül is szolgáltak. A Cartoon Network szerződött a pilotok alkotóival, hogy siker esetén gyártsanak le belőlük egy teljes sorozatot. Egy szavazáson kiválasztották a Dexter laboratóriumának pilotját, amelyből megszületett a What a carton! első spin-offja.
1997-ben újabb három rajzfilmsorozat született a pilotok alapján: a Johnny Bravo, a Boci és Pipi és az Én vagyok Menyus (utóbbi kettő egy sorozatban kapott helyet, de később az Én vagyok Menyus külön sorozatként folytatta. Ezt követően 1998-ban debütált a Pindúr pandúrok, majd 1999-ben az Ed Edd és Eddy, a Bátor, a gyáva kutya és a Piri, Biri és Bori. Az is saját sorozatot kapott abban az évben. A kezdeti sorozatokat Cartoon Cartoons-rajzfilmeknek mondták. Miután William Hanna elhunyt, a Hanna-Barbera beolvadt a Warner Bros. Animation-be. A CN Studios-t pedig elkülönítették a Hanna-Barberától és azóta is készíti az adó eredeti sorozatait. A legtöbbet a stúdió önállóan gyártja, de némelyiket más stúdiókkal közösen.
2001-ben újabb eredeti sorozata: az Időcsapat, a Szamuráj Jack valamint a Zord és Gonosz. 2002-ben volt a premiere a Whatever Happened to... Robot Jones? című sorozatnak, amit annak ellenére készítettek el, hogy egy közönségszavazáson kiesett. 2003-ban mutatták be a Zord és Gonosz két spin-offját: a Billy és Mandy kalandjai a kaszássalt és a Gonosz Con Carnét, valamint a Star Wars első rajzfilmsorozatát, a Klónok háborúja címűt.
2004- ben eredeti sorozatokat is bemutatták: Megas XLR, Fosterék háza képzeletbeli barátoknak. 2004-től a Cartoon Network anyacége, a Turner Broadcasting System, európai csatornáin a műsorokat digitalizálja és ily módon leváltották a hagyományos videókazettás rendszert. A csatornáról 2004-ben hirtelen több klasszikus rajzfilm is eltűnt, és a régi mesék a Boomerang-on jelentek meg: Bárány a nagyvárosban, Frédi és Béni, A Jetson család, Bátor, a gyáva kutya. 2005-ben a következő négy eredeti sorozatot is sugározták: László tábor, Juniper Lee, Az osztálytársam egy majom, Ben 10, amelyeket 2006-ban újabb kettő követett: Mókus fiú, 3000 osztálya. 2007-ben az első eredeti élőszereplős rajzfilmsorozatot is bemutatták, ez volt a Mit rejt Jimmy koponyája?, valamint két újabb rajzfilmsorozatot: a Chowdert és a Transformers: Animated-et.
2010-ben mutatták be a csatorna eddigi legtöbb saját gyártású sorozatát, többek között: Kalandra fel!, Ben 10: Ultimate Alien, Generátor Rex, Parkműsor, Szimbionikus titán, valamint a csatorna első teljesen élőszereplős eredeti sorozatát: a Tower Prep-et. 2010-ben elindítottak egy újabb, a What a cartoon!-hoz hasonló projektet, a The Cartoonstitute-ot, amelynek köszönhetően aztán saját szériát kapott a Parkműsor és a Secret Mountain Fort Awesome.
2011-ben két új Cartoon Network Studios készítette rajzfilmsorozatot mutattak be: a The Problem Solverz-t és a Secret Mountain Fort Awesome-ot. Az év augusztusában az izraeli Arutz HaYeladim csatorna elindított egy Cartoon Network-műsorblokkot héberül. 2012-ben a következő sorozatok kerültek bemutatásra: Gémerek, Ben 10: Omniverzum.
2014-ben mutatta be a CN a Nagyfater bátyó, a Steven Universe, a Clarence sorozatokat, ezek mellett pedig első, animációs minisorozatát, a Túl a kerítésen címűt. 2015-ben került sor a Bűvös varázskardok, a Medvetesók és a Királyok hétköznapjai premierére. A 2016-os televíziós évadban kerülz az új Pindúr pandúrok-sorozat.
