Core Engine był autorską technologią studia Core Design, na której powstało pięć pierwszych odsłon serii. Jego najważniejszą cechą była budowa poziomów z regularnych bloków o określonych wymiarach. To właśnie dlatego lokacje w pierwszych Tomb Raiderach mają charakterystyczną, kanciastą konstrukcję, a ruchy Lary, szczególnie skoki, można wykonywać z dużą precyzją. Takie rozwiązanie ułatwiało również obliczanie kolizji i projektowanie zagadek przestrzennych na słabym sprzęcie pierwszego PlayStation. W kolejnych częściach silnik był stopniowo rozbudowywany o obsługę kart 3D, dynamiczne oświetlenie, większe lokacje, mgłę, deszcz, efekty cząsteczkowe oraz bardziej zaawansowaną wodę. W "Tomb Raider 3" pozwoliło to między innymi tworzyć większe otwarte przestrzenie, takie jak dżungla czy pustynia. Mimo tych zmian podstawowa konstrukcja silnika pozostała praktycznie taka sama, dlatego pod koniec lat dziewięćdziesiątych zaczęła coraz bardziej ograniczać możliwości twórców.
AoD Engine
2000-2003
AoD Engine powstał od podstaw na potrzeby "Tomb Raider: The Angel of Darkness" i miał wprowadzić serię na nowy poziom technologiczny. Zamiast budowania świata z regularnych bloków pozwalał tworzyć znacznie swobodniejszą geometrię, dzięki czemu lokacje Paryża i Pragi mogły być bardziej szczegółowe i zróżnicowane. Silnik obsługiwał między innymi dynamiczne oświetlenie, fizykę ragdoll, nowe animacje, skradanie oraz większe obszary gry. Twórcy planowali również płynne wczytywanie danych z płyty DVD podczas przemieszczania się po świecie. Niestety technologia okazała się bardzo trudna do opanowania w trakcie produkcji. Problemy z pamięcią, wydajnością, kolizjami i sterowaniem były częste, a część zaplanowanej zawartości musiała zostać usunięta. W efekcie "The Angel of Darkness" pokazał możliwości nowego silnika, ale jednocześnie jego niedopracowanie mocno odbiło się na jakości gry.
Crystal Engine
2005-2008
Crystal Engine był nowym silnikiem przygotowanym przez Crystal Dynamics po przejęciu serii od Core Design. Pozwolił całkowicie odejść od ograniczeń poprzedniej technologii i tworzyć bardziej szczegółowe oraz swobodniejsze środowiska. Ważnym elementem była fizyka Havok, dzięki której obiekty w świecie gry mogły zachowywać się zgodnie z zasadami fizyki zamiast wykonywać jedynie wcześniej zaprogramowane animacje. Silnik obsługiwał również nowoczesne oświetlenie, shadery oraz bardziej zaawansowane animacje Lary. W "Tomb Raider: Underworld" został mocno rozbudowany, między innymi o dynamiczne cienie, realistyczną wodę i system dopasowywania ruchów Lary do nierównego terenu. Dodano również efekty pokazujące wpływ otoczenia na wygląd bohaterki, takie jak mokre ubranie, błoto czy zabrudzenia. Crystal Engine był więc dużym krokiem naprzód w porównaniu z technologią wykorzystaną w "The Angel of Darkness".
Unity Engine
2015–2016
Unity wykorzystano w "Lara Croft GO", która wyróżniała się na tle pozostałych gier z serii również zastosowaną technologią. Zamiast własnego silnika Crystal Dynamics wykorzystano popularne, gotowe rozwiązanie firmy Unity Technologies, dobrze przystosowane do tworzenia gier na telefony i tablety. Pozwoliło to niewielkiemu zespołowi łatwiej przygotować produkcję na wiele różnych urządzeń. Unity dobrze sprawdziło się również przy charakterystycznej oprawie "Lara Croft GO", opartej na prostych, geometrycznych modelach, płaskich kolorach i precyzyjnie przygotowanym oświetleniu. Dzięki temu gra mogła wyglądać efektownie, a jednocześnie działać płynnie na urządzeniach o znacznie mniejszej mocy niż komputery czy konsole.
Unreal Engine 5
2022-2028
Najnowszym etapem rozwoju technologicznego serii jest przejście Crystal Dynamics na Unreal Engine 5 firmy Epic Games. Jest to gotowy silnik wykorzystywany przez wiele współczesnych produkcji, który oferuje narzędzia pozwalające tworzyć bardzo szczegółowe światy. Jedną z jego najważniejszych technologii jest Nanite, umożliwiające wyświetlanie niezwykle szczegółowych modeli bez konieczności ręcznego upraszczania ich do znacznie mniej dokładnych wersji. Drugim ważnym rozwiązaniem jest Lumen, który odpowiada za dynamiczne oświetlenie i odbicia światła w otoczeniu. Unreal Engine 5 oferuje również zaawansowane cienie, strumieniowanie danych oraz narzędzia ułatwiające tworzenie dużych lokacji. Dla Tomb Raidera oznacza to odejście od własnego Foundation Engine i wejście w technologię przygotowaną z myślą o współczesnych grach wysokobudżetowych.
