Nous sommes en Mars 2045, dans l'Union Aerospace Corporation, un complexe scientifique hautement protégé. Les scientifiques s'activent autours de leurs ordinateurs : ils semblent travailler sur un projet ultra secret. Jusqu'au moment ou l'un d'entre eux, l'air inquiet, se dirige dans une petite salle...et là, une explosion se produit dans le complexe : des crânes fantomatiques s'échappent d'une machine endommagée. Ils foncent sur les gardes et les scientifiques, qui deviennent de véritables zombies. Bientôt, tout les occupants de la base subissent le même sort. Cependant, un seul individu échappe à ce terrible maléfice. Seul, il devra survivre à bord de l'Union Aerospace Corporation, infestée de créatures démoniaques. Ce personnage, c'est bien entendu VOUS. Techniquement, le jeux est construit sur un tout nouveau moteur 3D, conçu par John Carmack. Le moteur graphique affiche environ 150 000 polygones pour une scène (contre 10 000 pour quake 3) et jusqu'à 500 000 pour un personnage dans sa forme originelle. Même si ce chiffre serait un peu plus bas que l'Unreal Engine (moteur de Unreal 2), Doom 3 gère nettement mieux les lumières et les ombres dynamiques que ces concurrents. Le jeux exploitera bien entendu les deniers effets graphiques à la mode : le Bump Mapping, le Specular Mapping et le Diffuse Mapping. Doom 3 innove graphiquement, mais aussi au niveau de la bande sonore, qui sera la première dans l'histoire du jeux vidéo à mixer le son en 5.1. La réverbération du son variera en fonction de la taille d'une pièce, de la texture des murs ou encore de l'encombrement d'une salle. Tous les bruitages restitueront à merveille les bruits de pas dans les escaliers, les coups de feux, le system d'aération ou encore les hurlements des zombies.