レイトレーシングは、視点側から投影面に入ってくる光（レイ）を追跡（トレース）して、画像を作成します。

レイトレースは投影平面に入ってくる光線（レイ）を追跡（トレース）してオブジェクト表面の色や輝度を計算します。
光の屈折や透過、反射もトレースされるため、フォトリアルな（写真のように現実的な）画像を得る事ができます。

投影面の１ドット毎にトレースを行う為、投影面が大きくなるとそれだけ計算回数が増え、時間がかかります。
例えば、投影面の大きさが100×100ピクセルの場合、計算回数は10,000回ですが、200×200では40,000回、一般的(?)な640×480ピクセルでは307,200回の計算が必要になります。


レイトレースでは、視点側から光をトレースする為、目に入ってくる光の反射・屈折は正しく計算されます。
光源側からの計算は行われないので、光源からの光の反射・屈折は計算されません。

	写真を虫眼鏡で覗き込むような場合
	光の屈折は正しく計算され、写真は拡大されて見えます。
	同じシーンを横から見た場合、光源からの光はトレースされていないため、影の出来方がおかしい事が分かります。
	実際にはこのように見えるべきです。 （この画像は擬似的に「こう見えるであろう」状態を作り出しています。） レイトレースでは視点からの光線しかトレースしない為に、レンズで収束するはずの光がレンズを素通りしてしまい、影の出来方がおかしくなってしまいます。

写真の手法として、モデルの下側や側面に反射板（レフ版）を置いて、影の濃さを調整しますが、レイトレースではレス板が光を反射しないので代わりにライトを置きます。
また、光の回折や干渉と言った物理現象もシミュレートされませんので、そこが照らされるであろう場所に小さなライトをいくつも並べて擬似的に表現する事になります。

光の反射・屈折を無制限に計算すると（例えば万華鏡などでは）永遠に計算が終了しない事態が発生します。そのため、多くの3DCGソフトでは反射・屈折に対して何回まで計算するのかを設定するようになっています。

反射のトレース回数が増えるほど、鏡に映った虚像が反対側の鏡に映って虚像の数が増えて行きます。