我们在监视器上看到的图像是由很多个小点组成的，这些小点称为“像素”。在最常用的分辨率设置下，屏幕显示一百多万个像素，电脑必须决定如何处理每个像素，以便生成图像。为此，它需要一位“翻译”，负责从CPU获得二进制数据，然后将这些数据转换成人眼可以看到的图像。除非电脑的主板内置了图形功能，否则这一转换是在显卡上进行的。

我们可以把电脑想像成一家拥有独立美工部门的公司。当公司员工需要一件美术品时，便向美工部门提出申请。美工部门决定如何创作图像，然后在图纸上绘制出来。最终结果是，某人的想法变成真实而可见的图像。

不同显卡的工作原理基本相同。CPU与软件应用程序协同工作，以便将有关图像的信息发送到显卡。显卡决定如何使用屏幕上的像素来生成图像。之后，它通过线缆将这些信息发送到监视器。

根据二进制数据生成图像是一个很费力的过程。为了生成三维图像，显卡首先要用直线创建一个线框。然后，它对图像进行光栅化处理（填充剩余的像素）。此外，显卡还需添加明暗光线、纹理和颜色。对于快节奏的游戏，电脑每秒钟必须执行此过程约60次。如果没有显卡来执行必要的计算，则电脑将无法承担如此大的工作负荷。

显卡使用四个主要部件来完成此任务：

主板连接设备，用于传输数据和供电
处理器，用于决定如何处理屏幕上的每个像素
内存，用于存放有关每个像素的信息以及暂时存储已完成的图像
监视器连接设备，便于我们查看最终结果
处理器和内存
像主板一样，显卡也是装有处理器和RAM的印刷电路板。此外，它还具有输入/输出系统（BIOS）芯片，该芯片用于存储显卡的设置以及在启动时对内存、输入和输出执行诊断。显卡的处理器称为图形处理单元（GPU），它与电脑的CPU类似。但是，GPU是专为执行复杂的数学和几何计算而设计的，这些计算是图形渲染所必需的。某些最快速的GPU所具有的晶体管数甚至超过了普通CPU。GPU会产生大量热量，所以它的上方通常安装有散热器或风扇。

GPU在生成图像时，需要有个地方能存放信息和已完成的图像。这正是显卡RAM的用途所在，它用于存储有关每个像素的数据、每个像素的颜色及其在屏幕上的位置。有一部分RAM还可以起到帧缓冲器的作用，这意味着它将保存已完成的图像，直到显示它们。通常，显卡RAM以非常高的速度运行，且采取双端口设计，这意味着系统可以同时对其进行读取和写入操作。

显卡通过主板连接到电脑。主板为显卡供电，并使其可以与CPU通信。对于较新的显卡，主板所提供的电能往往不足，所以显卡还直接连接到电脑的电源。
与主板的连接通常是借助以下三种接口之一来实现的：

外设部件互连 （PCI）
高级图形端口 （AGP）
PCI Express （PCIe）
在这三种接口中，PCI Express是{zx1}型的接口，它能在显卡和主板之间提供最快的传输速率。此外，PCIe还支持在一台电脑中使用两块显卡。

大多数显卡都具有两个监视器连接设备。通常，其中一个是支持LCD屏幕的DVI连接器，另一个是支持CRT屏幕的VGA连接器。有些显卡配备的是两个DVI连接器。但这并不意味着无法使用CRT屏幕；CRT屏幕可以通过适配器连接到DVI端口。

大多数人仅使用他们具有的两种监视器连接设备中的一种。需要使用两台监视器的用户可以购买具有双头输出功能的显卡，它能将画面分割并显示到两个屏幕上。理论上，如果电脑配有两块具有双头输出功能且提供PCIe接口的显卡，则它能够支持四台监视器。