Kolmiulotteinen (3D) piirtäminen tarkoittaa sitä, että tietokoneohjelman avulla piirretään yhtälön ratkaisu virtuaaliseen 3D-tilaan, jotta tulokset voidaan analysoida visuaalisesti. 3D -piirtämiseen on useita käyttötarkoituksia tieteessä ja tekniikassa sekä sovelluksissa yleisessä tietokoneohjelmoinnissa, erityisesti multimedia- ja viihdeohjelmissa. Jotkut toiminnot ja yhtälöt piirretään 3D -muodossa yksinkertaisesti luodakseen tyylikkäitä ja mielenkiintoisia 3D -kuvioita tai muotoja menettelyllisesti, kun taas toiset edustavat lähteestä kerättyjä tietoja, kuten säätietoja. Monet tietokoneohjelmat kykenevät 3D -piirtämiseen, ja joidenkin avulla käyttäjä voi muokata näkymän kaikkia osia luettavien juonien tai värikkäiden kuvien luomiseksi.
Yksi kätevimmistä piirteistä 3D -piirtämisohjelman käytössä on se, että useimmat 3D -tietokirjastot on suunniteltu hyväksymään samantyyppiset muuttujat ja toiminnot, joita käytetään perinteisissä graafisissa yhtälöissä. Kaikki toiminnot, kuten sini, kosini ja tangentti, ovat tuettuja, samoin kuin reaaliluvut ja eksponentit. Lisäksi monet näytönohjaimet käyttävät samantyyppistä 3D -koordinaattijärjestelmää, jota käytetään tieteellisessä piirtämisessä, ja usein mahdollisuus muuttaa järjestelmää helposti oikeakätisestä vasenkätiseksi. Tämä tarkoittaa sitä, että yhtälön syötteen ja lopulta sen ratkaisevan ja tulosten kuvaavan ohjelman välillä tarvitaan hyvin vähän tulkintaa.
Multimediaohjelmat ja kuvankäsittelyohjelmat käyttävät säännöllisesti 3D -piirtämistä erikoistehosteiden käyttöön. Tämä näkyy useissa suodattimissa, jotka perustuvat piirtämiseen kuvioiden simuloimiseksi, polkujen manipuloimiseksi tai kuvien vääristymiseksi. Sitä voidaan myös käyttää, erityisesti fraktaaliyhtälöiden kanssa, tuottamaan näennäisesti satunnaisia tuloksia, joita voidaan skaalata, kopioida tai muutoin muokata kohtauksen sisällä. Tämäntyyppinen 3D -piirtäminen voidaan nähdä ammattimaisissa elokuvien erikoistehosteohjelmistoissa, jotka simuloivat veden pintaa tai suuria esineiden ryhmiä, jotka liikkuvat 3D -kohtauksessa, jossa liike näyttää luonnolliselta ja satunnaiselta, mutta on itse asiassa graafisten toimintojen tulos.
Viihdesovelluksissa, kuten videopeleissä, 3D-piirtämistä voidaan käyttää simuloimaan älykästä liikettä tietokoneohjattujen kohteiden kanssa, mikä saa ne seuraamaan satunnaisia polkuja. Sitä käytetään myös online -moninpeleissä liikkuvien esineiden ennakoivan käyttäytymisen laskemiseen, jolloin pelaaja voi nähdä sujuvasti renderoidut sekvenssit ilman, että ohjelma tarvitsee yhteyttä palvelimeen jokaista animaatiokehystä varten. Tämän tyyppistä piirtämistä voidaan myös käyttää simuloimaan luonnollista maastoa, kuten vuoria, piirtämällä ja interpoloimalla erityisiä yhtälöitä, joskus rekursiivisesti, yksityiskohtien lisäämiseksi.