Le pixel pipeline a un rôle très simple, dans l'idée, même si il s'agit finalement d'opérations complexes à effectuer. A la base donc, le pixel pipeline reçoit un pixel, ainsi que quelques informations l'accompagnant (les coordonnées des textures, par exemple). A partir de ces informations, il va falloir construire un pixel complet.

Tout comme le vertex pipeline, il existe deux versions du pixel pipeline. Une version fixe comme sur les anciennes cartes graphiques, et une version programmable : les pixel shaders. Le pipeline fixe ne peut réaliser que quelques opérations de base, mais c'est néanmoins suffisant pour beaucoup d'opérations, comme nous allons le voir dans le chapitre suivant.

Le pipeline programmable, quant à lui, est évidemment beaucoup plus flexible, mais également plus lent : la version fixe effectuant toujours les mêmes tâches, elle est optimisée pour ces opérations. Le pipeline programmable doit par contre réaliser un énorme nombre d'opérations différentes, dans un ordre qui n'est pas connu à l'avance. Les pixel shaders ont également généralement un impact plus grand sur les performances, puisqu'il y a beaucoup plus de pixels à traiter qu'il n'y a de vertices. Les opérations du pixel shader sont également généralement plus gourmandes, par exemple lorsqu'il faut accéder aux données présentes dans les textures.