Основним принципом роботи OpenGL є отримання наборів векторних графічних примітивів у вигляді точок, ліній та багатокутників з наступною математичною обробкою отриманих даних та побудовою растрової картинки на екрані і/або в пам'яті. Векторні трансформації та растеризація виконуються графічним конвеєром (graphics pipeline), який власне являє собою дискретний автомат. Абсолютна більшість команд OpenGL потрапляють в одну з двох груп: або вони додають графічні примітиви на вхід в конвеєр, або конфігурують конвеєр на різне виконання трансформацій.