Основные преимущества трассировки лучей перед традиционными методами рендеринга:

• Реалистичное моделирование переноса света. 1 Трассировка позволяет воссоздать тени, отражения и преломления света, которые трудно смоделировать с помощью других алгоритмов. 12
• Качественная обработка эффектов прозрачности. 3 При помощи растеризации сложно имитировать эффекты прозрачности, так как их расчёт зависит от порядка рендеринга. 2 Алгоритм трассировки лучей позволяет отрисовать любые эффекты прозрачности с идеальным качеством. 2
• Возможность работы с искривлёнными поверхностями. 3 Движок методом трассировки лучей может работать с пересечением лучей без точного математического определения поверхности. 3
• Вычислительная независимость каждого луча. 1 Это делает трассировку лучей доступной для базового уровня распараллеливания. 1