Трехмерные (3D) модели представляют собой физическое тело, использующее набор точек в трехмерном пространстве, соединенных различными геометрическими объектами, такими как треугольники, линии, изогнутые поверхности. Будучи совокупностью данных (точек и другой информации), 3D-модели могут быть созданы вручную, алгоритмически (процедурное моделирование) или отсканированы. Их поверхности могут быть дополнительно определены с текстурным отображением.

3D-модели широко используются в 3D-графике и CAD. Их использование предшествует широкомасштабному использованию 3D-графики на персональных компьютерах. Многие компьютерные игры использовали предварительно визуализированные изображения 3D-моделей в качестве спрайтов, прежде чем компьютеры могли отображать их в режиме реального времени.

Сегодня 3D-модели используются в самых разных областях. Медицинская промышленность использует подробные модели органов; они могут быть созданы с использованием множества двухмерных фрагментов изображения из МРТ или компьютерной томографии. Киноиндустрия использует их как персонажи и объекты для анимационных и реальных кинофильмов. Индустрия видеоигр использует их как активы для компьютерных и видеоигр. Научный сектор использует их как очень подробные модели химических соединений. Архитектурная индустрия использует их для демонстрации предлагаемых зданий и ландшафтов вместо традиционных, физических архитектурных моделей.

Инженерное сообщество использует их как проекты новых устройств, транспортных средств и конструкций, а также множество других применений. В последние десятилетия сообщество науки о Земле приступило к разработке трехмерных геологических моделей в качестве стандартной практики. 3D-модели также могут быть основой для физических устройств, которые построены с помощью 3D-принтеров или станков с ЧПУ.