Die heutigen 3D-Grafikkarten haben sich schon zu eigenen kleinen "Computern" entwickelt. Sie besitzen einen eigenen Grafikprozessor (GPU = Graphic Processing Unit) und einen eigenen Speicher. Dabei gilt allgemein:
Je höher die Taktfrequenz des GPUs, umso schneller können 3D-Grafiken und -Objekte berechnet und auf dem Bildschirm angezeigt werden.
Auch für die Größe und Taktfrequenz des Grafikspeichers gilt: Je größer und schneller der Speicher, desto schneller und optisch besser können Objekte dargestellt werden.

Die Leistung einer Grafikkarte wird in FPS gemessen. FPS steht für "frames per second"; damit ist die Anzahl der erstellten Einzelbilder in einer Sekunde gemeint. Dies ist kein fester Wert, sondern hängt von der Komplexität der Anwendungen und der dargestellten Details ab. Die Bildwiederholrate, also die FPS, wird mit so genannten Benchmark-Programmen ermittelt, die den PC belasten und dabei die dargestellte Bildfrequenz messen. Die restlichen Komponenten des PCs spielen dabei natürlich eine ebenso große Rolle wie die Grafikkarte selbst. Da der Wert zudem noch von dem speziellen Programm oder Spiel abhängt, ist es mitunter schwer, die Leistung von Grafikkarten zu vergleichen.
Theoretisch reicht eine Grafikkarte, die 30 FPS darstellt, da das menschliche Auge ab 25 Bildern pro Sekunde keine Einzelbilder mehr wahrnimmt. Wenn Sie allerdings einen schnellen 3D-Shooter spielen möchten, ist es notwendig, eine Grafikkarte zu besitzen, welche bei solch einem Spiel 60 FPS erreicht. Das liegt daran, dass bei schnelleren 3D-Spielen die Bewegungen und die Blickrichtung oftmals sehr zügig ablaufen und geändert werden müssen. Hierbei reichen 30 FPS für ein ruckelfreies Spielen nicht mehr aus. Es besteht aber bei allen Spielen die Möglichkeit, die dargestellten Details zu reduzieren, um so auch mit älteren Grafikkarten ruckelfrei spielen zu können. Dies geht allerdings mit einem Qualitätsverlust der Optik einher.

Eine GPU ist ein Grafikprozessor. Dieser berechnet die Grafikinformationen für die Bildschirmausgabe. Ein Grafikprozessor befindet sich normalerweise auf der Grafikkarte, bei OnBoard-Grafikkarten aber direkt auf dem Mainboard des PCs. Die Aufgabe eines GPUs ist es, die CPU (Hauptprozessor) des PCs zu entlasten.
Die Grafikinformationen werden an der GPU berechnet und weiterverarbeitet. So kann die damit frei gewordene CPU-Rechenzeit für andere Aufgaben verwendet werden. Außerdem ist eine GPU derart auf Grafikberechnungen spezialisiert, dass sie die gleichen Aufgaben schneller erledigt als ein auf allgemeine Berechnungen ausgelegte CPU.

Jede moderne Grafikkarte verfügt über einen eigenen Arbeitsspeicher. Der Arbeitsspeicher bei einer Grafikkarte wird von der GPU zum Ablegen und Abrufen von Daten verwendet. Je größer der vorhandene Arbeitsspeicher ist, umso mehr Daten kann er speichern. Der aktuelle Standard für die Größe eines Arbeitsspeichers beträgt 512 MByte (Stand 02/2009) für den Mittelklassebereich. Konnte man früher die Leistung einer Grafikkarte noch zuverlässig an der Größe des Speichers festmachen, geht dies nicht mehr so einfach. Es gibt durchaus Grafikkarten, die mit 512 MByte Grafikspeicher schneller sind als welche mit 1024 MByte. Im High-End-Bereich sind 768 MB aber Pflicht.


OnBoard-Grafikkarten haben oftmals keinen eigenen Speicher, sondern zweigen sich einen Teil des Arbeitsspeichers ab. Dies geht erheblich zu Lasten der Leistung. Dennoch wird es oftmals mit solch blumigen Worten wie "Hyper Memory" oder "Virtueller Speicher" als Vorteil angepriesen. Davon sollte man sich jedoch nicht täuschen lassen. Solche Grafikkarten sind fast alle untauglich für Spiele.