Η μηχανή παιχνιδιών αναφέρεται σε περιβάλλοντα ανάπτυξης λογισμικού που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για τη δημιουργία βιντεοπαιχνιδιών. Περιέχει τη βασική βιβλιοθήκη των λειτουργιών που χρησιμοποιούνται σε ένα παιχνίδι, ωστόσο υπάρχει ανεξάρτητα από το περιεχόμενο ενός συγκεκριμένου παιχνιδιού. Τα στοιχεία που κάνουν το παιχνίδι μοναδικό, όπως το θέμα και οι χαρακτήρες, αποτελούν το περιεχόμενο. Η μηχανή παιχνιδιού χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του τρόπου με τον οποίο αλληλεπιδρούν τα στοιχεία για να ζωντανέψει το παιχνίδι. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω ενός συνόλου επαναχρησιμοποιήσιμων εξαρτημάτων που μπορούν να χρησιμεύσουν ως μηχανή για παιχνίδια διαφορετικών ειδών και στυλ.
Ο ρόλος μιας μηχανής παιχνιδιών είναι να κάνει όλες τις παρασκηνιακές βαριές που κάνουν κάθε βιντεοπαιχνίδι να μπορεί να παίξει. Τα κεντρικά στοιχεία περιλαμβάνουν μια μηχανή απόδοσης γραφικών, μια μηχανή φυσικής και ανίχνευση σύγκρουσης. Η μηχανή απόδοσης δημιουργεί μια δισδιάστατη ή τρισδιάστατη εικόνα από ένα αρχείο σκηνής, η οποία ορίζει στοιχεία όπως η άποψη, ο φωτισμός και η υφή. Οι μηχανές φυσικής προσεγγίζουν την κίνηση του πραγματικού κόσμου με τρόπο οικείο στον παίκτη, αλλά και με νόημα στο πλαίσιο του παιχνιδιού. Η ανίχνευση σύγκρουσης περιλαμβάνει τον τρόπο με τον οποίο το παιχνίδι εντοπίζει, εμφανίζει και αντιδρά στη διασταύρωση δύο ή περισσότερων αντικειμένων που αποδίδονται.
Άλλοι πόροι, όπως η δυνατότητα δικτύωσης, η τεχνητή νοημοσύνη και η δημιουργία ήχου αποτελούν συχνά συστατικά μιας μηχανής παιχνιδιών. Συνήθως, τα στοιχεία είναι διαθέσιμα στον προγραμματιστή μέσω ενός οπτικού ολοκληρωμένου περιβάλλοντος ανάπτυξης (IDE) που απλοποιεί τη δημιουργία παιχνιδιών. Τα αρχεία σκηνής μπορούν να δημιουργηθούν πρωτότυπα και να δοκιμαστούν με τη μηχανή απόδοσης χωρίς να φύγουν από το IDE, για παράδειγμα. Μια τέτοια προσέγγιση ενθαρρύνει επίσης την επαναχρησιμοποίηση εξαρτημάτων, γεγονός που καθιστά τη διαδικασία δημιουργίας πιο απλή και αποτελεσματική.
Οι περισσότερες πρώιμες μηχανές παιχνιδιών ήταν ιδιόκτητα σχέδια, που αναπτύχθηκαν για χρήση στην κατασκευή ενός μόνο παιχνιδιού. Η ευελιξία που παρέχεται με την επιλογή των προτιμώμενων στοιχείων και την κατασκευή μιας εξειδικευμένης διεπαφής ήταν πολύτιμη. Μια τέτοια προσέγγιση έδωσε στους προγραμματιστές μεγάλο έλεγχο στην εμφάνιση και την αίσθηση των παιχνιδιών, αλλά επέκτεινε σημαντικά τον κύκλο ανάπτυξης. Οι περιορισμοί κόστους συνήθως απαγορεύουν τη χρήση μιας ιδιόκτητης μηχανής παιχνιδιών στα περισσότερα έργα.
Διατίθενται πλήρεις, έτοιμες προς χρήση σουίτες ανάπτυξης παιχνιδιών που παρέχουν όλη τη λειτουργικότητα των ιδιόκτητων σχεδίων. Πολλά είναι εμπορικά προϊόντα, αλλά μια μηχανή παιχνιδιών ανοιχτού κώδικα παρόμοιας ποιότητας δεν είναι δύσκολο να βρεθεί. Αυτά είναι ανοιχτά σε τροποποιήσεις κώδικα για να φιλοξενήσουν αγαπημένα στυλ προγραμματισμού ή εργαλεία. Ένας κατασκευαστής παιχνιδιών μπορεί να μην έχει την ευελιξία μιας αποκλειστικής μηχανής, αλλά ο χρόνος και τα χρήματα που εξοικονομούνται κατά την ανάπτυξη συνήθως υπερβαίνουν κατά πολύ την απώλεια της στυλιστικής ελευθερίας.