Det finns flera skillnader mellan Open Graphics Library® (OpenGL®) och Direct3D datorgrafikbibliotek, även om inte alla är uppenbara för programmerare och slutanvändare. Den största skillnaden är hur vart och ett av grafikbiblioteken utvecklas och underhålls, där OpenGL® utvecklas till stor del av ett konsortium av olika intressenter och Direct3D utvecklas och underhålls av Microsoft®. Direct3D är också helt proprietärt i sin implementering, medan OpenGL® följer en i stort sett öppen standard, med undantag för vissa patenterade hårdvarurutiner. Den sista stora skillnaden mellan OpenGL®- och Direct3D-biblioteken finns i de plattformar som stöds, eftersom OpenGL® fungerar på en mängd olika plattformar och språk, medan Direct3D endast fungerar på Microsoft® Windows®-baserade system.
I början till mitten av 1990-talet, när både OpenGL® och Direct3D blev tillgängliga för datorprogrammerare, var det stor skillnad i de underliggande ramverken. Allt eftersom tiden gick och grafisk hårdvara blev vanligare och billigare, introducerades många avancerade funktioner som båda biblioteken behövde stödja för att förbli relevanta. Så småningom ledde den upplevda konkurrensen mellan OpenGL® och Direct3D till att båda biblioteken hade nästan identiska förmågor, även om det fortfarande finns några mindre skillnader. De flesta slutanvändare är inte medvetna om huruvida OpenGL® eller Direct3D används i en enhet eller applikation, och en stor mängd 3D-program innehåller faktiskt stöd för båda biblioteken.
En av de största och mest oundvikliga skillnaderna mellan OpenGL® och Direct3D är plattformarna som de kommer att verka på. Direct3D är en del av Microsoft® Windows® mjukvaruutvecklingssats (SDK), så det förlitar sig specifikt på komponenter som bara finns i Windows® operativsystem och dess derivator. OpenGL®, å andra sidan, är generiskt utvecklad för att vara plattformsoberoende och förlitar sig så lite som möjligt på att använda specifika funktioner. Vissa program har utvecklats för att låta Direct3D fungera på operativsystem utanför Windows®, även om funktionaliteten vanligtvis är kraftigt reducerad.
Ur ett programmeringsperspektiv finns det en övergripande designskillnad mellan biblioteken. OpenGL® tenderar att abstrahera användningen av grafikhårdvara, vilket gör att programmerare kan använda en uppsättning kärnfunktioner för att rita som sedan förlitar sig på drivrutiner för att få direkt åtkomst till hårdvaran. Direct3D kräver att programmeraren hanterar vissa aspekter av hårdvaran i programmet som skrivs, vilket kan göra ett Direct3D-program mer komplext men också ger mer flexibel resurshantering. I slutändan är OpenGL® lättare att skriva program med men svårare för hårdvarutillverkare att skriva drivrutiner för. Alternativt har Direct3D en stor mängd verktyg och support tillgängligt från Microsoft® men kräver mer hårdvaru- och programmeringskunskaper att använda.
En sista skillnad mellan OpenGL® och Direct3D är sättet på vilket ny hårdvara och språkfunktioner läggs till mellan stora standardutgåvor. Genom OpenGL® kan hårdvarutillverkare implementera speciella funktioner som kallas tillägg som kan ge omedelbar tillgång till unika funktioner i ny hårdvara. Med Direct3D måste dessa funktioner bearbetas genom Microsoft®, som sedan släpper de nya funktionerna via officiella distributionskanaler. OpenGL®-metoden gör att nya funktioner kan användas snabbt men minskar den övergripande kompatibiliteten för ett program som använder tilläggen, medan Direct3D-metoden är långsammare men kan garantera kompatibilitet mellan olika system.