首先改进了WPF 中的新的缓存合成。免去了CPU和GPU重新渲染内容的代价，而允许GPU直接从缓存来做渲染。这个缓存理解被更新了的“脏”区域（dirty region），因此，举个例子来说，被缓存的文本块（textblock）中闪烁的光标，只需要在帧间重新渲染光标。甚至还有一个专门使用这些智慧缓存的新Brush，实际上，就是一个性能超佳的的VisualBrush。
其次，改进像素着色器（Pixel Shader）3的支持。WPF 4是建立在一个非常受欢迎的，最初是在 WPF 3.5 SP1中引进的着色器效果（ShaderEffect）支持之上的，允许应用程序使用像素着色器（Pixel Shader）的第三个版本来编写效果（Effects）。像素着色器第三个版本的着色器模型较之第二个版本，显著地更为先进，在支持的硬件上能允许更加引人入胜的效果。
再有，动画缓动函数（Animation Easing Function）的改进。不连续的，直线式和样条曲线（spline）式动画在WPF的以前版本中就支持，WPF 4引进了一个叫Easing Functions（缓动函数）的新概念，允许应用程序的作者使用动画创建流畅的行为。其使用方式多种多样，譬如，创建一个弹跳式（springy）行为，或者添加对动画的预期等。缓动函数可以定制动画从开始进行到结尾的方式，内置的缓动函数提供了很大范围的行为，例如圆形的（circular），指数型的（exponential），有弹性的（elastic），反弹型的（bouncy）动画进程等。其扩展性设计还允许应用程序的作者创建自定义的缓动函数来定义他们的动画进程的方式。由于其易用性，设计师可以毫不费力地创建自然流畅的动画。