Jedná sa o jednu z posledných fáz tvorby architektonickej 3D vizualizácie. Architektonické 3D renderovanie z výslednej scény či modelu vypočítava finálny obrázok / animáciu, ktorá je vhodná pre následné prezentačné účely. Technicky sa jedná o matematický algoritmus, ktorý berie pri svojich výpočtoch do úvahy tvarové charakteristiky danej scény spolu s materiálmi, ktoré sú v nej použité. Pri objektoch sa vo výpočte zohľadňuje normálová orientácia ich povrchov ovlplyvňujúca viditeľnosti jednotlivých častí a následne odrazy samotného svetla. Použité materiály potom objektom pridávajú farebnosti, reliéfne štruktúry či iné špeciálne vlastnosti simulujúce reálne povrchy, ako napríklad odrazivosť, priehľadnosť, refrakcia atď.
Moderné renderovacie algoritmy taktiež dokážu simulovať a pridávať dodatočné efekty od hĺbky ostrosti počínajúc, až po špeciálne efekty simulujúce kaustické efekty končiac.
V zásade sa dá architektonické 3D renderovanie rozlíšiť do 2 kategórií, pričom každá z nich má svoje úskalia a špecifiká.
