OpenGL是一个用于话图形的API，因此，OpenGL的首要目的就是将来自一个应用程序所提供的数据变换为能在显示屏幕上看得到的东西。这个过程通常被引用为绘制（RENDERING）。一般，这个过程由专门设计的硬件进行加速，但OpenGL流水线的某些或所有操作可以被一个运行在CPU上的一个软件实现执行。OpenGL实现如何在硬件和软件之间进行分工对用户而言是透明的（无需知道的）。重要的是绘制的结果要遵从由OpenGL详细说明书中定义的结果。
专用于画图形并维护显示屏内容的硬件经常被称为图形加速器。图形加速器一般有一个专用于维护显示内容的存储器区域。显示器的每个可见的图片元素（像素）在图形加速器上用若干个字节表示。一个彩色显示器可能对每个红、绿、蓝对应一个字节，为了表示每个像素的颜色值。这个所谓的显示存储器每秒需要被扫描（刷新）若干次，为了要在显示器上维护无闪烁的画面显示。图像加速器一般也有一个称为离屏存储器的区域，该存储器区域不能用来显示，并用于存储一些不可见的东西。
OpenGL假定显示存储和离屏存储的分配由窗口系统处理。窗口系统决定存储器的那一部分可以被OpenGL访问，并且这些部分如何被结构化。在OpenGL所支持的每个环境中，有一小组函数调用将OpenCL绑定到特定的环境。在微软的Windows环境下，这组例程被称为WGL。在X Window系统环境下，这组例程被称为GLX。在Apple的Macintosh环境下，这组例程被称为NSOpenGL（Cocoa Window/View），CGL（Core GL）或AGL（Carbon Window）。在每个环境下，这组调用支持诸如分配、释放图形处理器存储，分配和释放所谓的图形上下文（用于维护OpenGL的状态），选择当前图形上下文，选择图形存储区域（在此区域中，用于画画以及在OpenGL和窗口系统之间同步命令）等这些事情。
需要作为OpenGL绘制结果而被修改的图形存储器区域被称为帧缓存（Framebuffer）。在一个窗口系统中，一个默认的帧缓存的OpenGL概念对应于一个窗口。在窗口系统特定的OpenGL例程中的工具让用户为窗口选择默认的帧缓存特征。窗口系统一般也需要阐明当多个窗口叠交时，OpenGL默认帧缓存的行为。在一个非窗口系统中，OpenGL默认的帧缓存对应于整个显示。
一个支持OpenGL绘制的窗口（即，一个默认的帧缓存）可以由以下一些组合构成：
＊多达四个颜色缓存
＊一个深度缓存
＊一个模板缓存
＊一个多重采样（MSAA）缓存
＊一个或多个辅助缓存
大多图形硬件同时支持一个前台缓存和一个后台缓存，为了实现双缓冲。这允许应用程序在后台显示（可见的）前台缓存的同时又绘制（离屏的）后台缓存。当绘制完成时，两个缓存进行交换，这样完成绘制后的缓存可以作为前台缓存进行显示，而原来的前台缓存可以作为新的后台缓存进行绘制。当双缓存被使用时，终端用户将一直看不到正被绘制的图形，而只能看到完成后的图像。这个技术允许交互式帧率的平滑动画。
通过让一个颜色缓存对应左眼，一个对应右眼，即能支持立体视图。双重缓存能通过拥有一个前台缓存和一个后台缓存来支持。一个被双缓冲的立体窗口将从而有四个颜色缓存：前左、前右、后左、后右。一个正常的（非立体的）被双缓冲的窗口将有一个前台缓存和一个后台缓存。一个被但缓冲的窗口将只有一个前台缓存。
如果3D对象伴随着隐藏表面剔除被画出，那么需要一个深度缓存。这个缓存存放被显示对象的每个像素的深度值。当要画额外的对象时，需要对每个像素做一次深度比较，来确定是可见的还是被阻挡的。
模板（stencil）缓存用于复杂的屏蔽操作。一个复杂的形状可以被存储在模板缓存中，并且后面的绘制操作可以根据模板缓存的内容来确定是否需要更新每一个像素。
正常地，当绘制对象时，对于图形图元是否影响屏幕上的一个像素可以做一个简单的判断。多重采样缓存允许所有被绘制到该缓存中的对象在每个对象内被多次采样以实现高质量的全屏反走样（抗锯齿），而不需要绘制该帧超过一次。在一个像素中的每个样本都含有颜色、深度和模板信息，并且每个像素的样本个数可以被查询。当一个窗口包含一个多重采样缓存时，它并不包含独立的深度或模板缓存。当对象被绘制时，颜色样本被连结，以产生一单个颜色值，并且那个值被继续传递，写入颜色缓存。因为多重采样缓存包含多个颜色、深度、模板的样本（经常为2，4，8或16）为窗口中的每个像素。它们可以用尽大量的离屏图形存储。
辅助缓存是离屏存储缓冲，它们可以存放任意的数据，诸如一个多遍绘制算法的中间结果。一个帧缓存可以有1，2，3，4甚至更多相关联的辅助缓存。
除了默认的帧缓存外，OpenGL提供了帧缓存对象。这些是应用程序创建的帧缓存，并且比窗口系统默认的帧缓存更灵活。帧缓存对象可以有几种不同格式的缓存，包括规格化的格式（存放在0.0到1.0范围内的数字），带符号的规格化的格式（存放在-1.0到1.0范围内的数字），带符号和无符号整型，和浮点型数字。