Starfield utilizza il Creation Engine 2, una versione aggiornata del motore di gioco Creation Engine che Bethesda ha utilizzato dal 2011. Questo motore di gioco è stato significativamente migliorato per la realizzazione dell’ampia galassia di Starfield. Il Creation Engine 2.0 apporta importanti aggiornamenti alla grafica, all’intelligenza artificiale, alla fisica e ai visivi. Utilizza il motore Havok per l’animazione dei personaggi e dei NPC, risultando in simulazioni realistiche.