据《半条命2》的制作人员介绍，在《半条命》中使用的是idSoftware的著名游戏Quake的3D引擎，而这次Valve花费了很大的精力为《半条命2》开发了自己的3D引擎———“ 　　Source”。Source3D引擎不仅能把物体的表面特征展现出来，还能把金属、木头、砖块、瓷片这些不同物体的物理特性逼真地反映出来。当金属和墙壁发生摩擦时，就会产生大量的火花；金属之间的碰撞会引起刺耳的金属声。此外，制作小组还加入了全新的“三维天空”元素，使游戏画面更加逼真。假如你朝天上的电线开枪或者子弹从上面飞过，电线就会因为气流的变化在空中荡来荡去。在游戏中还有夜间的场景，其中天上的云会被风吹动甚至挡住月光，制作小组希望尽量带给玩家一个更真实的、更令人感到身临其境的感觉。