GPU 技术的进步通过实现更高的渲染性能、更好的视觉质量和更低的延迟，直接促进了 VR 开发。现代 GPU 处理 VR 的严苛计算需求，这包括以 90Hz 或更高的帧率渲染两个高分辨率视图（每只眼睛一个），以防止运动眩晕。例如，NVIDIA 的 RTX 40 系列 GPU 使用 Ada Lovelace 等架构，其中包含专用的光线追踪和基于 AI 的超分辨率核心。这使得开发者能够创建具有逼真光照和阴影的更详细环境，同时保持流畅的性能。如果没有这些进步，VR 应用将难以在视觉保真度与沉浸感所需的严格性能要求之间取得平衡。
特定 GPU 功能，如注视点渲染 (foveated rendering) 和可变速率着色 (variable rate shading, VRS)，进一步优化了 VR 工作负载。注视点渲染利用眼动追踪硬件，降低了用户视野中细节不太明显的周边区域的渲染分辨率。这项技术得到了 AMD RDNA 3 系列等 GPU 的支持，可在不引起感知质量损失的情况下，将渲染工作负载降低高达 50%。类似地，VRS 允许开发者动态分配 GPU 资源——例如，对用户立即关注的对象应用更高的着色率。这些优化释放了 GPU 能力，可用于其他任务，如物理模拟或 AI 驱动的交互，使得在消费级硬件上实现复杂的 VR 体验成为可能。
最后，GPU 内存带宽和并行处理的进步改善了延迟和可扩展性。AMD Instinct 系列等 GPU 中的高带宽内存 (HBM) 加快了 GPU 和 VRAM 之间的数据传输，减少了纹理和几何体加载的延迟。这对于多人 VR 游戏或工业模拟等应用至关重要，在这些应用中，必须无缝流式传输大型资源。此外，支持多线程渲染管道的 GPU，例如使用 Vulkan 或 DirectX 12 的 GPU，允许开发者高效地将渲染任务分配到多个核心上。例如，VR 训练模拟器可以将环境渲染卸载到一个线程，同时在另一个线程中处理用户输入和 AI，确保即使在高度交互的场景中也能保持一致的性能。这些技术升级共同推动 VR 更接近主流普及，解决了核心性能障碍。