Als Globale Beleuchtung (engl. Global Illumination – GI) wird in der Computergrafik ein Lichtberechnungsverfahren bezeichnet, das während des Berechnungsprozesses der Beleuchtungssituation einer 3D Szene, die von der jeweiligen Lichtquelle ausgestrahlte Lichtintensität in Form von Lichtenergie im 3D Raum verteilt.
Ausgehend von der jeweiligen photometrischen Lichtquelle wird dabei, dem Lichtverteilungsnetz der Lichtquelle entsprechend, eine bestimmte Energiemenge in Form von energiegeladenen Photonen in die festgelegten Richtungen ausgestrahlt. Die Flugbahn der Photonen wird dann sukzessive verfolgt. Sobald die Photonen auf 3D Oberflächen treffen, geben sie einen Teil ihres Lichtenergieniveaus ab, in dem sie die entsprechende 3D Fläche beleuchten, direktes Licht wird sichtbar. Die überschüssige Energie wird mit dem Photon reflektiert und weiter verfolgt, bis sie auf die nächste 3D Fläche trifft. Dort verliert das Photon erneut an Energie, beleuchtet die Fläche, aber diesmal deutlich schwächer. Indirektes Licht wird sichtbar. Dieser Prozess wiederholt sich so lange, bis das Photon seine gesamte Energie im 3D Raum verteilt hat, oder es eine bestimmte festgelegte Zeitspanne lang auf
keine 3D Fläche mehr trifft. Diese und ähnliche Arten von Beleuchtungsberechnung einer 3D Szene, die sowohl die direkte als auch die indirekte Beleuchtung von Objekten abbilden, werden in der Fachwelt mit dem Oberbegriff globale Beleuchtung bezeichnet.