Shader Model 4.0另一个重大变化就是在VS和PS之间引入了一个新的可编程图形层----几何着色器(Geometry Shader)。原来的Vertex Shader和Pixel Shader只是对逐个顶点或像素进行处理，而新的Geometry Shader可以批量进行几何处理，快速的把模型类似的顶点结合起来进行运算。虽然其操作不会象Vertex Shader那样完整，只是处理器单个顶点的相关函数操作，但是这种操作却可以确定整个模型的物理形状。这将大大加速处理器速度，因为其它Shader单元将不再去需要判定数据所存在的位置，而只是需要简单的为特定区域进行操作就可以了。
Geometry Shader可以把点、线、三角等多边形联系起来快速处理、同时创造新的多边形，在很短时间内直接分配给其他Shader和显存而无需经过CPU，烟雾、爆炸等复杂图象不再需要CPU来处理。从而极大的提高了CPU速度和显卡速度。游戏图象中可以出现许多精细场景，如不锈钢茶壶上清楚的反射出周围物体、超精细的人物皮肤等。
为了最大程度的发挥Geometry Shader的威力，DX10硬件还专门设置了一个名为流输出层(Stream Output State)的部件来配合它使用。这个层的功能是将Vertex Shader和Pixel Shader处理完成的数据输出给用户，由用户进行处理后再反馈给流水线继续处理。我们可以通过Stream Out把GPU拆成两段，只利用前面的一段几何运算单元。对某些科学研究，也许可以通过stream out来利用GPU的数学运算能力，等于在CPU之外又平白多得了一个数学协处理器。举个例子，Doom3常用的Stencil shadow，因为CPU负担很重，广受批评。但是因为GS可以计算轮廓线, 还可以动态插入新的多边形，有了Stream out之后，Shadow volume的生成就可以放到GPU端进行，实现Stencil shadow的硬件化，这将大大降低CPU占用。
