Karta graficzna jest urządzeniem odpowiadającym za wyświetlanie obrazu na monitorze. Jej podstawowym zadaniem jest więc przechowywanie informacji o tym jak powinien wyglądać ekran monitora i odpowiednim sterowaniu monitorem.Współczesne karty graficzne oprócz wyświetlania obrazu, pełnią również funkcje akceleracji grafiki trójwymiarowej, tzn. przejmują część zadań obliczeniowych odciążając tym samym CPU.

Wyposażona jest zazwyczaj w szybką pamięć RAM, w której przechowywany jest aktualnie wyświetlany obraz, a także tekstury (bitmapy wykorzystywane do pokrywania powierzchni w grafice 3D).

Do karty graficznej podłączamy monitor poprzez gniazdo VGA lub DVI. Niektóre karty graficzne umożliwiają również podłączenie telewizora poprzez gniazdo S-Video.

Pierwsze karty graficzne potrafiły jedynie wyświetlać znaki alfabetu łacińskiego ze zdefiniowanego w pamięci karty generatora znaków - tryb tekstowy. Kolejna generacja kart graficznych potrafiła już wyświetlać w odpowiednim kolorze poszczególne punkty (piksele) - tryb graficzny. Nowoczesne procesory graficzne udostępniają wiele funkcji ułatwiających i przyśpieszających pracę programów. Możliwe jest narysowanie odcinka, trójkąta, wieloboku, wypełnienie ich zadanym kolorem lub wzorem, tzw. akceleracja 2D. Większość kart na rynku posiada również wbudowane funkcje ułatwiające tworzenie obrazu przestrzeni trójwymiarowej, tzw. akceleracja 3D.
Niektóre posiadają zaawansowane algorytmy potrafiące na przykład wybrać tylko widoczne na ekranie elementy z przestrzeni.

Większość kart graficznych (i wszystkie współczesne) składają się z następujących elementów:

• Procesor graficzny (GPU) - odpowiedzialny za generowanie obrazu w pamięci obrazu
• Pamięć obrazu - VideoRAM, bufor ramki (ang. framebuffer) - przechowuje cyfrowe dane o obrazie
• Pamięć ROM - pamięć przechowująca dane (np. dane generatora znaków) lub firmware karty graficznej, obecnie realizowana jako pamięć flash
• DAC - przetwornik C/A (ang. Digital-to-Analog Converter) - odpowiedzialny za przekształcenie cyfrowych danych z pamięci obrazu na sygnał sterujący dla monitora analogowego; w przypadku kart wyłącznie z wyjściem cyfrowym DAC nie stosuje się
• Interfejs do systemu komputerowego - umożliwia wymianę danych i sterowanie kartą graficzną - zazwyczaj PCI, AGP, PCI-Express

Wiele z kart graficznych posiada także:

• Framegrabber - układ zamieniający zewnętrzny, analogowy sygnał wideo na postać cyfrową
• Procesor wideo - układ wspomagający dekodowanie i przetwarzanie strumieniowych danych wideo; w najnowszych konstrukcjach zintegrowany z procesorem graficznym.

Historia karty graficznej

1) Karta MDA była prekursorem kart graficznych, instalowanych w komputerach rodziny PC, był to sterownik, który pojawił się w komputerach IBM PC w roku 1981, o nazwie MDA (ang. Monochrome Display Adapter). Karta pracowała tylko w trybie tekstowym o rozdzielczości 25 linii x 80 znaków. Wyposażona w 4KB pamięci oferowała częstotliwość odchylania pionowego 50 Hz.

2) Karta CGA Następcą sterownika MDA była karta CGA (ang. Color Graphics Adapter) - opracowana przez IBM w 1982 roku karta jako pierwsza oferowała możliwość korzystania z trybu graficznego. Były to jednak tylko dwie rozdzielczości: 640x200 oraz 320x200 punktów. Karta oferowała 16 KB pamięci - większa rozdzielczość wyświetlana była jedynie w trybie monochromatycznym, zaś niższa "aż" w 4 kolorach. Tryb tekstowy możliwy był również w dwóch wariantach: 80 znaków x 25 linii, bądź 40 znaków x 25 linii, niestety matryca znaku miała rozmiary 8x8 pikseli. Karta oferowała maksymalną częstotliwość odświeżania pionowego 60 Hz.

3) Karta Hercules Karta Hercules pojawiła się w tym samym czasie co karta CGA. Była ona wyposażona dodatkowo w złącze równoległe, umożliwiające podłączenie drukarki. Karta oferowała możliwość pracy w rozdzielczości 720x348 punktów (zarówno w trybie tekstowym, jak i graficznym), ale jedynie w trybie monochromatycznym. Wyposażona była w 64 KB pamięci. Znaki w trybie tekstowym wyświetlane były na podstawie matrycy 9x14 punktów.

4) Karta EGA Karta EGA (ang. Enchanced Graphics Adapter) to kolejny etap rozwoju CGA. Karta oferowała wyświetlanie obrazu w rozdzielczości 640x350 punktów przy 16 kolorach (wybieranych z palety 64 kolorów). Zaopatrzona była w 256 KB pamięci. Rozdzielczość w trybie tekstowym wynosiła 80x43, przy matrycy znaku 8x14.

5) Karta VGA Karta VGA (ang. Video Graphics Array) to kolejny standard firmy IBM, opracowany z myślą o aplikacjach graficznych. Sterownik ten jest w stanie emulować wszystkie dotychczas opisane standardy. Cechą wyróżniającą kartę VGA jest fakt, że wysyła ona do monitora sygnały analogowe (poprzedniczki operowały na sygnałach cyfrowych), dzięki czemu zwiększono ilość wyświetlanych kolorów. Zajmuje się tym wyspecjalizowany układ przetwornika cyfrowo-analogowego (DAC - ang. Digital Analog Converter), który jest w stanie przedstawić każdą z barw w postaci określonej liczby poziomów (np. 64). Standardowy sterownik VGA umożliwia wyświetlanie 25 wierszy znaków w 80 kolumnach (matryca znaku 9x16). Znak może być wyświetlany w jednym z 16 kolorów, natomiast kolor tła dla każdego znaku może być inny. W trybie graficznym karta VGA umożliwia wyświetlenie obrazu o rozmiarach 640x480 punktów przy 16 kolorach (wybranych z palety 256 kolorów). Maksymalną liczbę kolorów - 256 - osiągnąć można przy rozdzielczości 320x200 punktów.

6) Karta SVGA Karty SVGA (ang. Super VGA) są rozszerzeniem techniki VGA. Sterowniki SVGA wykorzystują tzw. technikę stronicowania, polegającą na kojarzeniu z niewielkim obszarem pamięci (oknem), w przestrzeni adresowej, różnych fragmentów większego obszaru pamięci (stron lub banków). Tak więc, zapis/odczyt adresu położonego wewnątrz okna, powoduje zapis/odczyt odpowiadającego mu bajtu w banku. Rozmiar banku i okna wynosi zwykle 64 KB. Aby dostać się do pamięci spoza bieżącego banku, należy zmienić zawartość rejestru sterującego położeniem banku (ang. Bank Start Adress). Wszystko to po to, aby efektywniej wykorzystać 128 KB przestrzeni adresowej, którą ma zarezerwowaną procesor na pamięć obrazu.