Thiết kế 3D là lĩnh vực thiết kế trực quan sử dụng phần mềm máy tính để tạo ra các mô hình kỹ thuật số ba chiều. Các nhà thiết kế sử dụng mô hình đa giác, mô hình tham số, mô hình bề mặt NURBS và các công nghệ khác để xây dựng hình dạng hình học ba chiều của một vật thể hoặc cảnh. Thiết kế 3D được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như thiết kế kiến trúc, thiết kế sản phẩm công nghiệp, thiết kế nhân vật trò chơi, hiệu ứng đặc biệt phim và truyền hình cũng như sản xuất hoạt hình. Các phần mềm thiết kế 3D thường được sử dụng bao gồm Blender, 3ds Max, Maya, Cinema 4D, SketchUp, v.v. Người thực hành cần nắm vững các kỹ năng chuyên môn như tư duy không gian ba chiều, kết xuất vật liệu và sắp xếp ánh sáng.