UE3 prinaša široko paleto osvetljevalnih in senčilnih tehnik, od realnočasovnega osvetljevanja per-pixel s šablonskim (stencil) senčenjem, kot ga pozna Doom 3, do 'starinskih' tehnik predizračunanih, na teksture nalepljenih osvetljenostnih kart (lightmaps), ki so denimo odgovorne za to, da v Half-Life 2 vidimo luč skozi vrata. Pomenljivo je že, da bo mogoče vse te prijeme kombinirati med seboj. Vendar nas bolj zanimajo novitete. Prva je tako imenovano paralaksno kartiranje (parallax mapping), ki ima enako vlogo kot normalno kartiranje (normal mapping), se pravi ustvarjati privid zapletene geometrije, kjer te ni oziroma gre za ravno ploskev. Če se normalno kartiranje poigrava le z vrednostjo svetlobe in ga zato hitro zasačimo, ko na površino pogledamo s strani, paralaksno izmaliči teksturo in tako ustvari prepričljiv rezultat, čeprav škilimo kot utrgani. V amaterski obliki ga modmajstri že tlačijo v Doom 3, pa se prepričajte na lastne oči. Naslednja reč, ki jo Epic obeša na veliki zvon, je premetena zvijača za realnočasovni prikaz mehkih senc, ki kombinira dve senci - ostro in zabrisano - glede na oddaljenost. Čimbliže je objekt steni, na katero meče senco, tembolj pride do izraza ostra in obratno. Fino, a največ babjega čenčanja na spletnih forumih ustvarja napoved osvetljevanja s pomočjo krogelnih harmonskih funkcij (spherical harmonic lighting). Krogelne harmonične funkcije so orodje, ki omogoča veliko različnih učinkov, v grobem pa predstavljajo način za splošno in kompaktno določanje odvisnosti osvetljenosti pike glede na smer. Med efekti, ki izhajajo od tu, je možnost simuliranja odbojev svetlobe (radiosity) v resničnem času. Trenutno je preračunavanje odbojev omejeno na predizračunane svetlobne karte (recimo v HL2, medtem ko ga v veliko igrah sploh ni), saj bi tovrstno kalkuliranje v realnem času strojno opremo spravilo v prerani grob. Tako ali drugačno simuliranje odbite svetlobe v realnem času bo predstavljalo srž prihodnjega razvoja realnočasovne 3D grafike. Prijemi SH omogočajo realnočasovno razlitje svetlobe tudi tja, kjer je danes senca, ob čemer pa je treba poudariti, da stvar odpove pri gibajočih se predmetih in bo zaenkrat uporabna le pri osvetljevanju statičnega ozadja. Krogelne harmonike so povezane s še enim važnim učinkom: podpovršinskim razprševanjem svetlobe (subsurface scattering). Najlepši primer v tem oziru je koža, kjer se svetloba pri prehodu skozi različne plasti različno odbija, zaradi česar so z njenim prikazom v 3D grafiki od nekdaj križi in težave. SH v omejenem obsegu omogoča tudi izvedbo tega procesa.