Il ray tracing (chiamato anche raytracing, ray-tracing o ray casting) è una tecnica per presentare immagini tridimensionali (3D) su un display bidimensionale (2D) tracciando un percorso di luce attraverso i pixel su un piano dell'immagine.
Un programma di ray tracing identifica e riproduce matematicamente il percorso che ogni raggio di luce segue in direzione inversa dall'occhio al suo punto di origine. Il percorso di ogni raggio di luce è costituito da più componenti lineari e quasi sempre comporta effetti di riflessione, rifrazione o ombra da punti all'interno della scena. Nell'animazione, la posizione e l'orientamento delle componenti in linea retta di ogni raggio variano costantemente, quindi ogni raggio è rappresentato da un'equazione matematica che definisce il suo percorso nello spazio in funzione del tempo. Ai raggi viene assegnato un colore in base ai pigmenti degli oggetti nella scena attraversati dal raggio e ogni pixel sul display corrisponde a un raggio.
Il ray tracing è stato sviluppato per la prima volta negli anni '1960 dagli scienziati di un'organizzazione nota come Mathematical Applications Group. Il ray tracing è ampiamente utilizzato nei giochi per computer e nell'animazione, nella programmazione televisiva e in DVD e nella produzione di film.