"बायोशॉक" अनरियल इंजन 2.5 प्रौद्योगिकी, जिसका प्रयोग "स्वैट 4 " और "स्वैट 4: द स्केचकोव सिंडीकेट" सहित इर्रैशनल गेम्स के पिछले शीर्षकों में किया गया था, के अत्यधिक संशोधित संस्करण का प्रयोग करता है। मई 2006 में ई3 में एक साक्षात्कार के दौरान लेवाइन ने घोषणा की कि अनरियल इंजन 3.0 की विशेषताओं का भी एकीकरण किया जाएगा और उन्होंने पानी के उन्नत प्रभावों पर ज़ोर दिया: “केवल इस खेल के लिये, हमने एक जल प्रोग्रामर और जल कलाकार की सेवाएं लीं हैं और वे बहुत ज़बरदस्त हैं और आपने इस प्रकार का जल पहले कभी नहीं देखा है।” आलोचकों ने इस चित्रात्मक सुधार की प्रशंसा की है और गेमस्पॉट ने कहा है, “चाहे यह फर्श पर स्थिर जल हो या किसी विस्फोट के बाद उफनता हुआ समुद्री जल, हर बार जब आप इसे देखेंगे, तो यह आपको बहा ले जाएगा।” यदि सिस्टम डाइरेक्ट3डी 10 (डाइरेक्टएक्स 10) की हार्डवेयर व सॉफ्टवेयर आवश्यकताओं की पूर्ति करता हो, तो "बायोशॉक" का विण्डोज़ संस्करण इनकी विशेषता और सामग्री कर प्रयोग कर सकता है, लेकिन अतिरिक्त प्रभाव के बिना यह डाइरेक्टएक्स 9 पर भी चलेगा। इन दो एपीआई के बीच चित्र की गुणवत्ता में कुछ अंतर हैं, जैसे अतिरिक्त जल प्रतिबिंब और सूक्ष्म-कण प्रभाव, हालांकि, खिलाड़ी के दृष्टिकोण से ये अंतर बहुत सूक्ष्म हैं। "बायोशॉक", हैवोक फिजीक्स, एक इंजन जो खेल की आंतरिक भौतिकी में सुधार करने और रैगडॉल भौतिकी के एकीकरण की अनुमति देता है, का प्रयोग करता है और वातावरण के तत्वों की गतिविधियों को अधिक वास्तविक रूप से दर्शाने की क्षमता प्रदान करता है।

"बायोशॉक" के मुख्य प्रोग्रामर, क्रिस क्लाइन "बायोशॉक" को “अत्यधिक बहुसूत्रीय” मानते हैं क्योंकि इसमें निम्नलिखित तत्व स्वतंत्र रूप से क्रियान्वित हो रहे होते हैं:

मूल कथा
साउण्डट्रैक
गेम इंजन
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