DirectX הוא ממשק תכנות יישומים המכיל בתוכו ספריות זמן ריצה (Runtime library), אשר פותח על ידי מיקרוסופט לסביבת Windows שמטרתו לתת גישה ישירה לחומרת המחשב, ובכך לסייע בפיתוח משחקים בפלטפורמות של מיקרוסופט. מטרה נוספת של ממשק זה היא להנגיש למתכנתים פונקציות לגרפיקה דו-ממדית ותלת-ממדית, מבלי שיעברו התמחות מיוחדת בכך.
פיתוח הספרייה היווה למעשה נסיגה מאחד ההבדלים המרכזיים בין Windows ל־DOS, הניסיון להפריד את החומרה והתוכנה ובכך לאפשר תלות נמוכה יותר ביניהן. נסיגה זו גורמת לכך שעקרונית תוכנות העובדות עם DirectX גורמות ל־Windows להיות פחות יציבה (אף על פי שלרוב ההבדל אינו משמעותי) וכמו כן DirectX פועלת רק בתצורת 32 ביט x86, אולם הדבר אינו גורע ממנה לפעול גם ב-64 ביט וגם ב-32 ביט, אלא משפיע רק על ניצול הזיכרון (אינטל ו-AMD).
DirectX כוללת את החבילות:
DirectDraw – מספק גישה ישירה לכרטיס המסך המותקן במחשב.
DirectPlay – מאפשר גישה ישירה לכרטיס הרשת המותקן במחשב.
DirectSound – מספק גישה ישירה לכרטיס הקול המותקן במחשב.
Direct3D – חלק מ־DirectX הכולל עבודה בתלת-ממד.
DirectInput – מספק גישה למקלדת המחוברת למחשב.
DirectMusic – מאפשר לחבר מוזיקה.
רוב המשחקים החדשים משתמשים ב־DirectX על מנת ליצור גרפיקה יותר מציאותית, קול מציאותי יותר, אפקטים נוספים במשחקי תלת-ממד ועוד.
על מנת לקבל פרטים על ספריית ה־DirectX המותקנת במערכת ההפעלה, יש להיכנס להפעלה ולהקליד: "dxdiag".
נכון ל-2014, הגרסה העדכנית ביותר של DirectX היא DirectX 11.2, אולם גרסה זו אינה תואמת כל כרטיס מסך. הראשונים שהציגו כרטיס מסך שתומך ב-DirectX 11 היו AMD-ATI עם סדרת כרטיסי המסך Radeon HD 5000. במרכז הפרסום של AMD-ATI עמדה פונקציה חדשה, בשם "טסלציה" המשפרת באופן משמעותי את רמת המפרט הגרפית ופועלת רק בסביבת DirectX 11 ומעלה.
Direct 3D – הרכיב האחראי על רינדור (עיבוד והצגה נכונה) של תלת-ממד. הטכנולוגיה משתמשת בהאצת חומרה כשהדבר מתאפשר (נתמך על ידי הכרטיס). מלבד למעט פקודות דו-ממדיות, הממשק מתייחס לתלת-ממד וזוהי מטרתו העיקרית. חשוב לציין כי Direct 3D לא תומך בהרצה תוכנתית לכול, כך שאם לדוגמה כרטיס המסך לא תומך במצללים (Pixel Shader ו-Vertex Shader), הוא לא ידמה אותם על חשבון המעבד.
.svg){kind=logo}