Există mai multe diferențe între Open Graphics Library® (OpenGL®) și bibliotecile de grafică pe computer Direct3D, deși nu toate sunt evidente pentru programatori și utilizatorii finali. Cea mai mare diferență este în modul în care fiecare dintre bibliotecile grafice este dezvoltată și întreținută, OpenGL® fiind dezvoltat în mare parte de un consorțiu de diferite părți interesate, iar Direct3D fiind dezvoltat și întreținut de Microsoft®. Direct3D este, de asemenea, complet proprietar în implementarea sa, în timp ce OpenGL® urmează un standard în mare măsură deschis, cu excepția unor rutine hardware patentate. Ultima diferență majoră dintre bibliotecile OpenGL® și Direct3D se găsește în platformele acceptate, deoarece OpenGL® funcționează pe o varietate de platforme și limbi, în timp ce Direct3D funcționează numai pe sisteme bazate pe Microsoft® Windows®.
La începutul până la mijlocul anilor 1990, când atât OpenGL®, cât și Direct3D au devenit disponibile pentru programatorii de computere, a existat o mare diferență în cadrele de bază. Pe măsură ce timpul a progresat și hardware-ul grafic a devenit mai răspândit și mai puțin costisitor, au fost introduse multe caracteristici avansate pe care ambele biblioteci trebuiau să le suporte pentru a rămâne relevante. În cele din urmă, concurența percepută între OpenGL® și Direct3D a condus la ambele biblioteci să aibă abilități aproape identice, deși există încă unele diferențe minore. Majoritatea utilizatorilor finali nu știu dacă OpenGL® sau Direct3D este utilizat într-un dispozitiv sau aplicație și o cantitate mare de programe 3D conțin de fapt suport pentru ambele biblioteci.
Una dintre cele mai mari și mai inevitabile diferențe dintre OpenGL® și Direct3D este platformele pe care vor funcționa. Direct3D face parte din kit-ul de dezvoltare software (SDK) Microsoft® Windows®, așa că se bazează în mod special pe componente care se găsesc numai în sistemul de operare Windows® și derivatele acestuia. OpenGL®, pe de altă parte, este dezvoltat generic pentru a fi multiplatformă și se bazează cât mai puțin pe operarea unor funcții specifice. Unele programe au fost dezvoltate pentru a permite Direct3D să funcționeze pe sisteme de operare din afara Windows®, deși funcționalitatea este de obicei mult redusă.
Din perspectiva programării, există o diferență generală de design între biblioteci. OpenGL® tinde să abstragă utilizarea hardware-ului grafic, permițând programatorilor să folosească un set de bază de funcții pentru desen, care apoi se bazează pe drivere pentru a accesa direct hardware-ul. Direct3D cere programatorului să gestioneze anumite aspecte ale hardware-ului în cadrul programului care este scris, ceea ce poate face un program Direct3D mai complex, dar oferă și un management mai flexibil al resurselor. În cele din urmă, OpenGL® este mai ușor de scris programe, dar pentru producătorii de hardware este mai dificil să scrie drivere. Alternativ, Direct3D are o cantitate mare de instrumente și asistență disponibile de la Microsoft®, dar necesită mai multe cunoștințe de hardware și programare pentru a fi utilizate.
O ultimă diferență între OpenGL® și Direct3D este modul în care sunt adăugate noi caracteristici hardware și limbaj între versiunile standard majore. Prin OpenGL®, producătorii de hardware sunt capabili să implementeze funcții speciale cunoscute sub numele de extensii care pot oferi acces imediat la caracteristici unice ale noului hardware. Cu Direct3D, aceste caracteristici trebuie procesate prin Microsoft®, care apoi lansează noile funcții prin canalele oficiale de distribuție. Abordarea OpenGL® permite utilizarea rapidă a noilor funcții, dar reduce compatibilitatea generală a unui program care utilizează extensiile, în timp ce abordarea Direct3D este mai lentă, dar poate garanta compatibilitatea între diferite sisteme.