Der wohl am sehnlichsten erwartete Bestandteil von DirectX 11 ist DirectCompute. Diese Programmierschnittstelle ermöglicht es, Grafikkarten die DirectX 10, 10.1 und nun auch DirectX 11 unterstützen, für GPGPU-Berechnungen einzusetzen und erweitern dabei. Je neuer dabei die DX-Version ist, die eine Karte unterstützt, desto mehr Features lassen sich mit DirectCompute nutzen. Neben den Anwendungen wie Video-Konvertierung, was die proprietären Schnittstellen
CUDA und
Stream derzeit schon erlauben, sind das beispielsweise Bildbearbeitung und Post-Processing, Physikberechnungen, Ray-Tracing, KI- und Schattenberechnungen.