3次元グラフィックス処理をCPUにかわって行い、動作速度を向上させるビデオチップ、あるいはこのようなビデオチップを搭載したビデオカードのこと。
Voodoo/Voodoo2など一部の特殊なカードを除くすべての3Dグラフィックスアクセラレータは2Dのアクセラレーション機能も持っている。また、現在販売されているビデオカード(およびチップセット内蔵のアクセラレータ)はすべて3Dのアクセラレーション機能を持っているため、現在は「3D」を明記する必要はほぼなくなっている。
3DグラフィックスアクセラレータはDirectX Graphics(Direct3D)やOpenGLといったAPIに対応することによってアクセラレーション機能を利用できるようになっており、アプリケーションがこれらのAPIを使用して3D描画を行ったときに、3D部分の演算をグラフィックスアクセラレータが行なうことになる。
3Dグラフィックスアクセラレータの機能は、特にDirectXの機能拡張とともに拡大する傾向にあり、DirectXで新しくサポートされた機能を使用するアプリケーションでは、3Dグラフィックスアクセラレータの世代間性能差が極端に顕在化するようになってきている。
