Le rendu 3D en temps réel et le rendu hors ligne diffèrent dans leur processus en privilégiant la vitesse plutôt que la qualité : le rendu en temps réel utilise des calculs simplifiés et instantanés pour une sortie immédiate, tandis que le rendu hors ligne s'appuie sur un traitement intensif et chronophage pour obtenir des détails élevés.
Le rendu en temps réel génère des images immédiatement en réduisant le nombre de polygones, en utilisant un éclairage/ombrage de base et en exploitant l'accélération GPU pour atteindre des taux d'images en temps réel.
Cependant, le rendu hors ligne traite chaque image sur de longues périodes (de quelques minutes à plusieurs heures par image). Il applique des techniques avancées telles que le lancer de rayons, les textures haute résolution et l'éclairage global, et stocke les images rendues pour une utilisation ultérieure.