Программистами компании GSC Game World специально для игры был написан движок X-Ray, для того чтобы сделать геймплей более реалистичным. Этот абсолютно новый (для того времени) физический движок позволил создать природу, в которой объекты по настоящему интерактивны. Стулья, столы, кирпичи, банки, и многие другие объекты можно толкнуть, ударить по ним, разрушить их и делать с ними всё что можно делать в жизни. Движок добавляет не только реализма, но также и тактических возможностей в боевых условиях. Возможность поднятия тела будет доступна не только Сталкерам. Большинство существ в игре также обладают интеллектом и смогут использовать разные предметы как захотят. Различные предметы обладают различной прочностью и укрываясь от обстрела необходимо выбирать надежные укрытия, например, вы не сможете чувствовать себя полностью защищенными спрятавшись за деревянным забором. Его доски могут быть легко пробиты мощным стрелковым оружием. S.T.A.L.K.E.R. имеет продвинутую скелетную анимацию, которая управляет реалистичностью движений тела на очень высоком уровне детализации. Каждый персонаж в игре состоит из 50 костей. Движок опирается на максимальную силу костей, суставов и веса, наравне с другими факторами. Всё это будет реагировать на то что, если тело упало или было подстрелено. К примеру, если вы были подстрелены несколько раз, ваши движения будут намного медленней. Если вас ранили в руку, то вам будет тяжелей целиться по врагу.

Движок нигде до этого не использовался, он использует все возможности DirectX 8 и DirectX 9. При инсталляции игры возможно будет выбрать какой DirectX использовать: DirectX 8 – для устаревших моделей видеокарт или же DirectX 9 для современных моделей.

Технические характеристики движка X-Ray:

- Движок отлично справляется с переходом от закрытых и очень детализированных локаций к огромным открытым пространствам.

- Не требует подгруздки текстур и объектов в пределе 1 уровня.

- Реалистичная смена времени суток и изменение погоды.

- Позволяет очень качественно и реалистично отображать анимацию движения персонажей, мимику лица, колыхание травы и веток деревьев на ветру и многое другое.

Графика:

- Поддерживает все существующие видеоакселераторы стандарта D3D (такие как TNT / Voodo 2/ и т. д.), оптимизирован под карточки начиная с Geforce 2 и более современные.

- Высокий уровень детализации.

- Визуально непрерывная структура объектов даже при максимальном приближении.

- Позволяет выдавать более 60 FPS если в кадре объекты, содержащие 300 000 полигонов, даже на видеокартах среднего уровня.

- Высокоскоростная система анимации позволяющая обрабатывать огромное число событий.

- Поддержка технологии SSE/3Dnow! для более качественного отображения объектов и просчета кинематических характеристик.

- Адаптация под различные системы, кэширование для увеличения производительности.

- Динамичная система освещения и «мягкие» динамические тени; разрушаемые источники света; анимированные источники света; система теней; интеллектуальный выбор источника света, обрыв, и слияние.

- Детальный mapping.

- Качественное отображение воды, огня, дыма и т. д.

- Система частицы с реальной физикой.

- В полной мере используется технология Shading: повсеместно используется рендеринг (количество цветов, с которым видеокарта создает изображение. Обычно количество бывает 16-битным, 24-битным или 32-битным. Больше цветов означают большую красочность игры, но в то же время и некоторую потерю в производительности и количестве кадров в секунду. Большинство современных игр могут осуществлять 32-битный внутренний рендеринг); полностью используются современные библиотеки графического API; многопроходный рендеринг; облегченный переход на другую платформу; автоматическое использование пиксельных и вертексных шейдеров (если оборудование позволяет их использовать).

- Высокая детализация объектов (трава, маленькие камни и др.); эффекты ветра, бури, следов на дороге.

Физика:

- В плане физики движок значительно быстрей таких коммерческих разработок как MathEngine и Havok;

- Реальное время ИК, физика транспортного средства, и т.д.

- Мало используется памяти для отображения повреждений.

- Collision Detection (обнаружение столкновений – возможность 3D объектов взаимодействовать с другими 3D объектами естественным образом) оптимизирована под большое количество высокополигональных объектов окружающей среды.

- Реалистическое моделирование баллистики, движения, и жидкостей

Аудио:

- Высококачественный трехмерный звук HRTF.

- Obstruction Effects (звуковой эффект препятствия - наблюдается при прохождении звуком препятствий типа стен или других твердых предметов. Звуковой сигнал при этом ослабляется. Такой звук кажется глухим, его частота меньше оригинала).

- Поддержка форматов MP3/MP2/WMA/ADPCM и возможность многократного смешивания звуков.

Сеть:

- Распределенное вычисление.

- Реализован протокол: Клиент-Сервер.

Инструменты для разработки:

- Внутренние редакторы (уровней, объектов, персонажей).

- Программные расширения для популярных пакетов моделирования.

Искусственный Интеллект:

- 2 модели AI: высокоуровневый и низкоуровневый.

- Распределение времени позволяет распределять AI без замедления.

- Существа обладают чувствами: могут видеть, слышать, осязать.

- Ориентируются на местности.

- Модель поведения определяется случайными факторами.

- Возможность обучения.