DirectX，（Direct eXtension，简称DX）是由微软公司建立的游戏编程接口。由C++编程语言实现，遵循COM。因为DX的功能比OpenGL更全面而被多数PC游戏开发商采用。最新版本为DirectX 10.1和DirectX 9Ex (2006年11月30日)，两者均只可于Windows Vista上使用。
DirectX 6之前，在Windows 3.1至Windows 98SE 之间，曾有WinGAPI的出现。很多Windows游戏需要DirectX。DirectX包含DirectGraphic、DirectPlay、DirectSound、DirectInput、DirectSetup等部份。Direct3D与DirectDraw已集成成DirectGraphic，而DirectShow亦已自原本的DirectX SDK中移到Windows平台SDK了。Redist Package 是媒体开发底层API，通过它可以开发游戏和其它多媒体应用程序。
元件
DirectX 组成的元件有：
DirectX Graphics，包含二组 APIs（DirectX 8.0 onwards）:
DirectDraw：用于绘制 2D Graphics（en:raster graphics）（不建议使用，虽然目前仍有大量的使用者）。
Direct3D（简称D3D）：用于绘制3D图形（3D graphics）
DirectInput：用于结合键盘、鼠标、摇杆，或其它的游戏控制器（Not updated since 8 except for XInput，专门提供给 Xbox360 的控制器。并建议以WM INPUT取代键盘与鼠标。）
DirectPlay：用于网络游戏连接沟通（配合DirectInput使用，上次的更新版本是version 8. 目前已不建议使用）
DirectSound：用于录音，并且记录波形音效（waveform sound）
DirectSound3D（简称DS3D）：用于3D音效（3D sounds）的录音。
DirectMusic：用于DirectMusic Producer的录音。
DirectX Media：包含DirectAnimation 可用于2D 的网页动画（web animation），DirectShow可支持多媒体录音（multimedia playback）以及数据流媒体（en:streaming media），DirectX在网页上的转换，还有Direct3D 可保留3D graphics更清晰的解析。DirectShow 亦包含有en:DirectX plugins 用于en:audio signal processing以及 DirectX Video Acceleration加速影音音效（video playback）。
DirectX Media Objects：支持数据流对象（streaming objects），像是编码（encoders）、解码（decoder）以及效果（effects）。
DirectSetup：用于DirectX 元件的安装，并非完全是 API。
历史
1994年末，微软即将推出新一代操作系统Windows 95。决定新操作系统的最终价值的因素在于究竟新系统能运行哪些程序。微软的三个员工：Craig Eisler、Alex St. John、Eric Engstrom十分关心这个问题，因为不少游戏程序员更喜欢在DOS系统下编写游戏，这意味着，没有多少人愿意为WIN95编写游戏，新操作系统不会获得多少成功。
DOS允许直接访问显卡、键盘、鼠标声卡以及其他系统硬件设施。而Windows 95出于保护存储系统的目的，限制了对硬件的直接访问，取而代之的是一套更加规范标准的访问方法。微软需要一种方法让程序员在WIN95中也能编写出高效的程序。此时，离新系统发布不到几个月了。St. John和Engstrom联合解决了这个问题，他们将解决方案称为DirectX。
DirectX的第一个版本作为Windows Games SDK发布于1995年9月，它作为Windows API的一部分用以替换Windows 3.1中的DCI和WinGAPI。ATI的一个开发团队为微软带来了基本的游戏图像技术，微软方面，DirectX由专门的团队负责开发，Eisler为团队领导，而St. John和Engstrom则成为主程序设计师。
DirectX出现之前，微软已经将OpenGL包括在Windows NT系统中，而在当时，OpenGL对硬件要求严苛，这限制了一些工程师和CAD用户。Direct3D就作为OpenGL的代替品被加入DirectX。随着硬件技术的发展，OpenGL成为行业标准，一场“战役”发生在DirectX的支持者和OpenGL的支持者之前，而且前者只支持Windows平台，而后者支持多平台。在实际应用中，游戏开发者常常两者同时使用，因为DirectX支持许多OpenGL所不支持的功能，比如音效和输入装置。而选择混合使用OpenGL和OpenAL的队伍也在壮大。