Tecnologia di rendering:
Unreal Tournament 3 utilizza a fondo l'HDR, realizzando rendering e compositing di tutte le scene con un frame buffer in virgola mobile a 16 bit per componente. Il gioco supporta una combinazione ortogonale di illuminazione statica precalcolata e di illuminazione dinamica, offrendo ombre morbide con effetto antialiasing generate per mezzo di shadow buffer supercampionati. Tutti i materiali sono illuminati con un modello di illuminazione Phong a parametri mappa normali e sono estensibili al 100% da parte degli artisti. Questo consente una combinazione illimitata di effetti materiali quali illuminazione anisotropa, bagliori HDR, mappatura in parallasse ed effetti volumetrici. Dopo il rendering, la scena HDR viene perfezionata con una serie avanzata di effetti di post-elaborazione di ispirazione cinematografica, fra cui bagliori, distorsione, profondità di campo, dissolvenze e sgranatura della pellicola.

Il gioco fa un uso intensivo di sistemi particellari per simulare esplosioni, effetti d'arma, luci, fumo, archi elettrici ed effetti ambientali. La tecnologia particellare su cui si basano questi effetti è totalmente gestita dagli artisti e permette la combinazione di una vasta serie di effetti di base, fra cui movimento parametrico, bagliore volumetrico ed altri effetti volumetrici basati sullo z-buffer.

Il motore è multithreading, con rendering e gameplay delegati a thread separati. Pertanto, anche nelle scene maggiormente ricche di dettagli e particolarmente impegnative dal punto di vista del gameplay, il gioco è raramente esoso in termini di risorse CPU e il frame rate riflette accuratamente le prestazioni della GPU utilizzata. Questo è vitale specialmente per gli sparatutto in soggettiva, dato che i giocatori più esperti si attendono un valore costante di 60 frame al secondo.


Fisica e tecnologia del personaggio:
Il sistema di dinamica dei corpi rigidi su cui si fonda il gioco permette l'uso intensivo dei veicoli all'interno di Unreal Tournament 3. Questo include veicoli utilizzabili dal giocatore dotati di sospensioni indipendenti, ma anche i complessi veicoli alieni e le macchine volanti.

I personaggi del gioco utilizzano un modello di animazione basato sulla fisica; questo permette la perfetta integrazione dell'animazione umana in motion-capture con il movimento dei personaggi gestito dalla fisica in modo che, per esempio, un personaggio possa passare in modo realistico da una camminata a una caduta dovuta all'effetto di un colpo di arma da fuoco e quindi rialzarsi realisticamente sotto il controllo dell'animazione. I personaggi di UT3 sono estremamente dettagliati e comprendono modelli con decine di migliaia di triangoli. I particolari più minuti vengono conferiti da diverse mappe, texture o normali. I personaggi sono costruiti a partire da mesh sorgenti – create dagli artisti di Epic – che comprendono dai 2 agli 8 milioni di triangoli; il dettaglio geometrico viene quindi analizzato e convertito in mappe normali, preservando l'aspetto delle luci del modello originale nelle operazioni di rendering effettuate durante la partita.