Istnieje kilka różnic między bibliotekami grafiki komputerowej Open Graphics Library® (OpenGL®) i Direct3D, chociaż nie wszystkie z nich są oczywiste dla programistów i użytkowników końcowych. Największa różnica polega na tym, jak każda z bibliotek graficznych jest rozwijana i utrzymywana, przy czym OpenGL® jest opracowywany głównie przez konsorcjum różnych zainteresowanych stron, a Direct3D jest rozwijany i utrzymywany przez Microsoft®. Direct3D jest również całkowicie zastrzeżony w swojej implementacji, podczas gdy OpenGL® przestrzega w dużej mierze otwartego standardu, z wyjątkiem niektórych opatentowanych procedur sprzętowych. Ostatnia główna różnica między bibliotekami OpenGL® i Direct3D dotyczy obsługiwanych przez nie platform, ponieważ OpenGL® działa na różnych platformach i językach, podczas gdy Direct3D działa tylko w systemach opartych na systemie Microsoft® Windows®.
Na początku do połowy lat 1990., kiedy zarówno OpenGL®, jak i Direct3D stały się dostępne dla programistów komputerowych, istniała duża różnica w podstawowych strukturach. W miarę upływu czasu, a sprzęt graficzny stał się bardziej rozpowszechniony i tańszy, wprowadzono wiele zaawansowanych funkcji, które obie biblioteki musiały obsługiwać, aby zachować aktualność. Ostatecznie postrzegana konkurencja między OpenGL® i Direct3D doprowadziła do tego, że obie biblioteki mają prawie identyczne możliwości, chociaż nadal istnieją pewne drobne różnice. Większość użytkowników końcowych nie wie, czy w urządzeniu lub aplikacji jest używany OpenGL® czy Direct3D, a duża liczba programów 3D faktycznie obsługuje obie biblioteki.
Jedną z największych i najbardziej nieuniknionych różnic między OpenGL® a Direct3D są platformy, na których będą działać. Direct3D jest częścią zestawu Microsoft® Windows® Software Development Kit (SDK), więc w szczególności opiera się na komponentach, które można znaleźć tylko w systemie operacyjnym Windows® i jego pochodnych. Z drugiej strony OpenGL® został opracowany ogólnie jako wieloplatformowy i w jak najmniejszym stopniu opiera się na obsłudze określonych funkcji. Niektóre programy zostały opracowane, aby umożliwić działanie Direct3D w systemach operacyjnych innych niż Windows®, chociaż ich funkcjonalność jest zwykle znacznie ograniczona.
Z perspektywy programowania istnieje ogólna różnica projektowa między bibliotekami. OpenGL® ma tendencję do abstrahowania użycia sprzętu graficznego, pozwalając programistom na użycie podstawowego zestawu funkcji do rysowania, które następnie opierają się na sterownikach, aby uzyskać bezpośredni dostęp do sprzętu. Direct3D wymaga od programisty zarządzania pewnymi aspektami sprzętu w pisanym programie, co może uczynić program Direct3D bardziej złożonym, ale także zapewnia bardziej elastyczne zarządzanie zasobami. Ostatecznie, OpenGL® jest łatwiejszy do pisania programów, ale trudniejszy do pisania sterowników przez producentów sprzętu. Alternatywnie, Direct3D ma wiele narzędzi i pomocy technicznej firmy Microsoft®, ale wymaga większej wiedzy na temat sprzętu i programowania.
Ostatnią różnicą między OpenGL® i Direct3D jest sposób, w jaki nowe funkcje sprzętowe i językowe są dodawane między głównymi wydaniami standardowymi. Dzięki OpenGL® producenci sprzętu mogą wdrażać specjalne funkcje zwane rozszerzeniami, które zapewniają natychmiastowy dostęp do unikalnych funkcji nowego sprzętu. W przypadku Direct3D te funkcje muszą być przetwarzane przez firmę Microsoft®, która następnie udostępnia nowe funkcje za pośrednictwem oficjalnych kanałów dystrybucji. Podejście OpenGL® umożliwia szybkie korzystanie z nowych funkcji, ale zmniejsza ogólną zgodność programu korzystającego z rozszerzeń, podczas gdy podejście Direct3D jest wolniejsze, ale może zagwarantować zgodność w różnych systemach.