Jeden z možných výstupov 3D grafiky sa nazýva realistické 3D. Jedná sa o techniku, ktorá sa snaží o vizuálne verné napodobenie reality a jej výstup je od nej k nerozpoznaniu. Zahŕňa v sebe použitie presných modelovacích techník, fotorealistických materiálov a textúr. Nakoniec finálne nasvietenie verne kopíruje zákony a fenomény svetelného šírenia z reálneho sveta. Výsledkom je obrázok, ktorý je k nerozpoznaniu od skutočnej fotografie a nachádza uplatnenie v rade odvetví.

Tvorba realistického 3D je podporená rozvojom nových technológií vo všetkých oblastiach zasahujúcich do procesu 3D tvorby. Nech už sa jedná o presné modelovacie nástroje, či najnovšie algoritmy výpočtu osvetlenia.