Pelimoottori viittaa ohjelmistokehitysympäristöihin, jotka on suunniteltu erityisesti videopelien tuottamiseen. Se sisältää pelissä käytettävien toimintojen ydinkirjaston, mutta se on olemassa pelin sisällöstä riippumatta. Sisällön muodostavat resurssit, jotka tekevät pelistä ainutlaatuisen, kuten teema ja hahmot. Pelimoottoria käytetään hallitsemaan omaisuuden vuorovaikutusta pelin elvyttämiseksi. Tämä saavutetaan käyttämällä uudelleenkäytettäviä komponentteja, jotka voivat toimia moottorina eri genreille ja tyyleille.
Pelimoottorin tehtävänä on tehdä kaikki kulissien takana olevat raskaat nostot, jotka tekevät minkä tahansa videopelin pelattavaksi. Keskeisiin komponentteihin kuuluvat grafiikan renderointimoottori, fysiikkamoottori ja törmäystunnistus. Renderointimoottori luo kaksi- tai kolmiulotteisen kuvan kohtaustiedostosta, joka määrittää elementtejä, kuten näkökulman, valaistuksen ja tekstuurin. Fysiikkamoottorit arvioivat reaalimaailman liikkeitä pelaajalle tutulla tavalla, mutta myös merkityksellisinä pelin yhteydessä. Törmäyksen havaitsemiseen kuuluu, miten peli havaitsee, näyttää ja reagoi kahden tai useamman renderoidun objektin leikkauspisteeseen.
Muut resurssit, kuten verkostoitumiskyky, tekoäly ja äänen luominen, ovat usein myös pelimoottorin komponentteja. Yleensä komponentit ovat kehittäjän saatavilla visuaalisen integroidun kehitysympäristön (IDE) kautta, joka yksinkertaistaa pelien rakentamista. Kohtaustiedostot voidaan prototyypittää ja testata renderöintimoottorilla poistumatta esimerkiksi IDE: stä. Tällainen lähestymistapa kannustaa myös komponenttien uudelleenkäyttöön, mikä tekee luomisprosessista yksinkertaisemman ja tehokkaamman.
Useimmat varhaiset pelimoottorit olivat omia malleja, jotka on kehitetty käytettäväksi yhden pelin tekemiseen. Arvostettiin joustavuutta, joka saatiin valitsemalla suosituimmat komponentit ja rakentamalla erikoisliitäntä. Tällainen lähestymistapa antoi kehittäjille suuren hallinnan pelien ulkonäöstä ja tunteesta, mutta pidentää huomattavasti kehityssykliä. Kustannusrajoitukset kieltävät tyypillisesti oman pelimoottorin käytön useimmissa projekteissa.
Saatavilla on täydellisiä, käyttövalmiita pelikehityspaketteja, jotka tarjoavat kaikki omien mallien toiminnot. Monet ovat kaupallisia tuotteita, mutta vastaavanlaatuista avoimen lähdekoodin pelimoottoria ei ole vaikea löytää. Nämä ovat avoimia koodin säätämiselle suosikkiohjelmointityylien tai -työkalujen mukauttamiseksi. Pelivalmistajalla ei ehkä ole omaa moottoria, mutta kehittämiseen säästetty aika ja raha yleensä ylittävät tyylivapauden menetyksen.