Shadow of the Tomb Raider se basa en una versión modificada del motor Crystal Dynamics Foundation. Este motor ya se usó en el predecesor Rise of the Tomb Raider. El motor de la base admite una representación realista del agua y la nieve y muestra los personajes del juego en particular detalle. La exhibición del cabello también es particularmente exitosa gracias al soporte de TressFX (AMD) o HairWorks (NVIDIA).