Animasyon state machine, oyun motorlarında karakter animasyonlarının durumlar arasında geçişini yöneten merkezi mantık birimidir. Basit bir karakter için bile yürüyüş, koşu, zıplama, düşme ve bekleme gibi onlarca durum tanımlanabilir; bu durumların birbirine geçişini tutarlı ve doğal biçimde yönetmek, animasyon state machine tasarımının temel problemidir. Animasyon state machine yapısında her düğüm bir durum (state), her ok ise bir geçiş (transition) olarak temsil edilir. Geçişi tetikleyen koşullar, transition conditions, float, bool veya trigger tipinde parametrelere bağlanır. Float parametresi için eşik değeri aşımı, bool için değişim, trigger için anlık bir olayı temsil eder. Koşul bileşimi AND/OR mantığıyla kurulur; karmaşık senaryolarda birden fazla koşulun eş zamanlı sağlanması gerekebilir. Blend Tree, animasyon state machine içindeki tek bir durumun birden fazla animasyon klibini ağırlıklı olarak birleştirmesidir. 1D Blend Tree, yürüyüş hızına bağlı olarak dur, yürü ve koş animasyonlarını pürüzsüzce karıştırır; Speed parametresi arttıkça ağırlık durma animasyonundan koşu animasyonuna kayar. 2D Blend Tree ise iki parametre, örneğin yatay ve dikey yön, üzerinden yön başına hazırlanmış animasyonları çift eksenli uzayda interpole eder ve diagonal hareketlerde yapay geçiş olmadan doğal görünüm sağlar. Animasyon state machine tasarımının en zorlu boyutlarından biri geçiş süresi ve kesişim yönetimidir. Geçiş anında iki animasyon klibinin ağırlıkları cross-fade edilerek birleştirilir; geçiş süresi çok kısaysa ani kesme (snap), çok uzunsa yüzer görünüm (float) hissi oluşur. Kritik geçişler, zıplamak, düşmekten kalkmak, için ayrı giriş ve çıkış noktaları tanımlanabilir; bu, geçişin animasyonun belli bir frame'inde başlamasını zorunlu kılar ve motor tutarlılığını korur. Mimari düzeyde, animasyon state machine hiyerarşik biçimde katmanlanabilir: Layer sistemi farklı vücut bölgelerinin bağımsız animasyon graflarında yönetilmesine izin verir. Additive layer ile alt vücut yürüyüşü devam ederken üst vücut için ayrı bir silah kullanma state machine'i çalışabilir. Bu ayrıştırma, animasyon içerik üretiminde modülerlik sağlar ve durum sayısının kombinatorik patlamasını önler.