Os materiais PBR diferem dos materiais tradicionais principalmente por usarem modelos baseados na física para simular interações luz-material, enquanto os materiais tradicionais dependem de parâmetros simplificados, definidos pelo artista.
As principais diferenças incluem o foco do PBR em replicar o comportamento da luz do mundo real através de propriedades fisicamente precisas, como albedo, rugosidade e metalicidade. Isto garante um realismo consistente em diferentes condições de iluminação, ao contrário dos materiais tradicionais, que muitas vezes utilizam ajustes arbitrários que podem parecer irreais sob diferentes luzes.
Para renderizações 3D realistas, os materiais PBR reduzem o ajuste manual e melhoram a consistência em comparação com os materiais tradicionais.