Kolmiulotteinen (3D) hiiri on muunnelma perinteisestä kaksiulotteisesta (2D) hiirestä, joka on suunniteltu siten, että käyttäjä voi siirtää kohdistinta kolmiulotteisena sovelluksen sisällä. 3D -hiiren todellinen rakenne voi vaihdella eri valmistajilla, ja jotkin mallit ovat vain 2D -hiiri, jossa on lisäpainikkeita laitteeseen niin, että hiiri vaihtaa painettaessa ohjattavaa akselia. Toista 3D -hiiren tyyliä käytetään pitämällä laitetta ilmassa ja liikuttamalla ja kiertämällä sitä ikään kuin se olisi 3D -malli tai kamera käytetyssä sovelluksessa. Yksi ongelmista, joita voi esiintyä käytettäessä 3D -hiirtä, on tarkkuuskysymys, jossa hiiren liikkeet suhteessa sovelluksen kohdistimeen eivät ole koordinoitu hyvin, mikä vaikeuttaa hallintaa. Useimmissa tapauksissa 3D -hiirtä käytetään 3D -objektien suunnitteluun ja käsittelyyn mallinnus-, suunnittelu- tai tieteellisessä visualisointiohjelmassa.
3D -hiiren ratkaistava ongelma on liikkuminen virtuaalisessa 3D -ympäristössä. Tämä tehdään perinteisesti näppäinyhdistelmien ja normaalin hiiren liikkeiden yhdistelmän avulla. Tämä voi olla ongelmallista ja hidasta, ja joskus suunnittelija tarvitsee jatkuvasti kiertää mallinäkymää päästäkseen tiettyihin kasvoihin tai pitääkseen useita erillisiä ikkunoita auki samanaikaisesti, jotta ne toimisivat tehokkaasti.
3D -hiiri voi toimia useilla tavoilla, mutta kaksi tapaa ovat yleisimpiä. Ensimmäinen on se, että mikä tahansa mekanismi, jolla hiiri käyttää vapaata liikettä, aktivoi sarjan näppäimistöä ja 2D -hiirimakroja käytetyssä 3D -ohjelmassa. Tässä tapauksessa hiiri on kätevä tapa käynnistää normaalit kierrokset, valinnat ja muut liikkeet ilman useita näppäinpainalluksia tai eri vaiheiden sarjaa. Tällä on se etu, että se toimii hyvin lähes kaikkien olemassa olevien ohjelmien kanssa, koska se vain käynnistää olemassa olevat toiminnot.
Toinen menetelmä, jota voidaan käyttää, on sitoa 3D -hiiren erityiset liikkeet ja toiminnot suoraan 3D -sovellukseen, joten objektin käsittely on ainutlaatuista näppäimistön ja 2D -hiiren käytöstä. Tämä voi parantaa huomattavasti 3D -sovelluksen käytön tehokkuutta. Yksi haittapuoli on, että sovelluksen on tuettava kehittyneitä laajennuksia tai muutoin oltava tapa integroida hiiren liike ohjelmaan.
Todellisessa suunnittelussa 3D -hiiri voi näkyä korotettuna pallona alustalla, lieriömäinen kellotaulu, tavallinen hiiri, jossa on useita painikkeita tai jopa kynä, joka on kiinnitetty mekaaniseen varteen. Hiiret, joita pidetään ja siirretään ilmassa, voivat näkyä sauvana tai kaarevana bumerangin kaltaisena muodona, jossa on napit. Yksi ainutlaatuinen muotoilu sijoittaa suurimman osan hiiren piireistä renkaaseen, jota käytetään toisaalta, ja pieni käsillä olevien painikkeiden kämmenellä, jolloin käyttäjä voi käsitellä esineitä käden liikkeillä.