Pengaturan kartu grafis ganda dapat berguna untuk meningkatkan kinerja dalam game atau aplikasi video intens lainnya. Ini biasanya melibatkan dua kartu dengan chipset serupa yang saling berhubungan dan dapat bekerja secara bersamaan. Setiap produsen chip memiliki standar sendiri untuk pengaturan ini, jadi biasanya ada batasan kartu mana yang dapat digunakan dalam pengaturan ganda. Kartu biasanya harus menggunakan chipset unit pemrosesan grafis (GPU) dari pabrikan yang sama dan juga terdaftar sebagai kompatibel. Beberapa permainan dan aplikasi lain tidak berjalan dengan baik menggunakan sistem kartu grafis ganda, jadi mungkin hanya perlu mengaktifkan satu kartu pada satu waktu.
Kartu grafis komputer dapat menangani sejumlah instruksi dan perhitungan terkait video sehingga unit pemrosesan pusat (CPU) tidak perlu melakukannya. Banyak motherboard dilengkapi dengan chip grafis on board, meskipun unit terintegrasi ini biasanya tidak berkinerja sebaik kartu grafis video diskrit. Sejumlah faktor lain dapat mempengaruhi kinerja kartu grafis, termasuk kecepatan clock prosesor serta ukuran dan bandwidth memori.
Hanya ada segelintir produsen GPU, yang masing-masing memiliki chipset miliknya sendiri. Setiap pabrikan GPU juga memiliki sistem kartu grafis ganda untuk digunakan bersama dengan chipset GPU unik ini. Produsen GPU dapat menjual kartu secara langsung kepada konsumen atau hanya menawarkan prosesor mereka kepada pihak ketiga. Perusahaan pihak ketiga kemudian dapat membuat kartu grafis yang kurang lebih dapat dipertukarkan pada tingkat GPU, termasuk kemampuan untuk menggunakan driver yang sama. Dua kartu grafis mungkin memiliki nama merek yang berbeda dan masih menggunakan teknologi GPU dan kartu grafis ganda yang sama.
Sistem kartu grafis ganda dapat memanfaatkan pemrosesan paralel untuk membuat satu output video dengan dua GPU. Peningkatan kekuatan pemrosesan yang ditawarkan ini dapat menghasilkan kualitas grafis yang lebih baik dan kecepatan bingkai yang lebih tinggi. Grafik yang menarik secara visual dan memiliki kecepatan bingkai yang lebih halus sering kali diinginkan dalam permainan dan aplikasi serupa. Seringkali ada keunggulan kompetitif dalam game yang dapat dikaitkan dengan resolusi yang lebih halus dan lebih tinggi.
Dalam beberapa kasus, dua GPU mungkin terdapat pada satu papan, membuat kartu grafis ganda yang hanya menggunakan satu slot ekspansi. Konfigurasi yang lebih umum dapat melibatkan dua kartu diskrit yang dihubungkan dengan kabel. Pengaturan lain yang kurang umum mungkin memerlukan tiga atau empat kartu grafis yang ditautkan, meskipun konfigurasi ini biasanya hanya menawarkan grafik dan kecepatan bingkai yang ditingkatkan pada resolusi video yang sangat tinggi.