1. Графический процессор. Мозг видеокарты, занимается расчетами выводимого изображения, отвечает за формирование трехмерной графики. От него по большему счету зависит быстродействие всего устройства. Современные ГПУ зачастую превосходят ЦПУ по вычислительной мощности.
2. Видеоконтроллер. Формирует изображение в видеопамяти, осуществляет обработку запросов ЦПУ. Кроме того, обычно присутствуют контроллер внешней шины данных, контроллер внутренней шины данных и контроллер видеопамяти. Современные графические адаптеры обычно имеют не менее двух независимых видеоконтроллеров.
3. Видеопамять. Место хранения изображения, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора. В видеопамяти хранятся также промежуточные элементы изображения и другие данные. В современных видеоадаптерах используется память следующих типов: GDDR2, GDDR3, GDDR4 и GDDR5. Кроме того, видеокарты используют в своей работе общую системную память. 4. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, RAMDAC — Random Access Memory Digital-to-Analog Converter). Отвечает за преобразование изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Для поддержки второго монитора часто устанавливают второй ЦАП. Мониторы и видеопроекторы, подключаемые к цифровому DVI выходу видеокарты, для преобразования потока цифровых данных используют собственные ЦАП.
5. Видео-ПЗУ (Video ROM). Постоянное запоминающее устройство, в котором хранится видео-BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. Хранящийся в ПЗУ видео-BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты до загрузки основной операционной системы, а также содержит системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы. На многих современных картах устанавливаются перепрограммируемые ПЗУ (EEPROM, Flash ROM). Правильная работа устройства обеспечивается с помощью видеодрайвера, выполняющего посредническую роль между операционной системой и видеоадаптером.