3D-virtuaalitodellisuus on eräänlainen videopeli tai vastaava tietokoneohjelmisto ja laitteisto, jonka avulla joku voi kokea kolmiulotteisen (3D) grafiikan ja äänet kaikenkattavalla tavalla. Tämä luodaan tyypillisesti eri laitteistojen yhdistelmällä, joka voi sisältää suojalasit tai jonkin muun visuaalisen näytön, kuulokkeet ja erilaiset syöttölaitteet. Tietokoneohjelmisto luo sitten kuvia näytölle ja voi seurata liikettä ja pään liikkeitä saadakseen kuvat reagoimaan käyttäjän liikkeisiin. 3D -virtuaalitodellisuutta voidaan hyödyntää harjoittelusimulaatioissa, vaikka tätä tekniikkaa on kehitetty monin eri tavoin pelaamiseen.
3D -virtuaalitodellisuuden perusidea on luoda virtuaalinen 3D -tila, johon ihminen tuntee olevansa upotettu ja jonka kanssa hän voi olla vuorovaikutuksessa jollain tavalla. Tämä saavutetaan tyypillisesti siten, että 3D-ympäristössä on henkilön virtuaalinen avatar, jota joku voi käyttää ensimmäisen persoonan näkökulmasta. Avatari toimii sitten ihmisenä 3D -virtuaalitodellisuudessa ja liikkuu käyttäjän tai pelaajan antamien tietojen mukaan.
3D -virtuaalitodellisuuden luomiseen käytetään usein useita erityyppisiä laitteistoja, lukuun ottamatta tietokonelaitteita, joita tarvitaan tämän tyyppisen ohjelman ohjelmiston suorittamiseen. Jotain visuaalista näyttöä tarvitaan, jotta joku voi tuntea olevansa virtuaalisessa ympäristössä. Tämä voi olla mitä tahansa sarjan ympärillä olevia suuria seinänäyttöjä, jotka jäljittelevät hänen ympärillään olevaa ympäristöä, suojalasien tai kuulokkeiden käyttöä, joissa on näyttöjä. Kuulokkeet ovat varsin suosittuja, koska ne estävät muita ympäristötekijöitä ja voivat sisältää kaiuttimia, joiden avulla joku voi olla sekä näkyvästi että kuuluvasti mukana virtuaalitodellisuudessa.
Joitakin syöttölaitteita käytetään myös tyypillisesti 3D -virtuaalitodellisuusohjelman kanssa, jotta joku voi olla vuorovaikutuksessa virtuaalisen ympäristön kanssa. Kuulokkeet voivat sisältää liiketunnistimia, jotka muuttavat näytetyt kuvat heijastamaan käyttäjän liikkeitä. Tämän avulla joku voi katsoa ympärilleen virtuaaliseen maisemaan liikuttamalla päätään. Kämmenlaitteita voidaan käyttää myös virtuaalisen avatarin siirtämiseen avaruudessa ja vuorovaikutukseen virtuaalimaailman esineiden kanssa.
3D -virtuaalitodellisuuden luomiseen käytettävä ohjelmisto voi vaihdella melkoisesti, vaikka se yleensä piirtää 3D -maisemia ja -objekteja luodakseen maailman käyttäjän ympärille. Esimerkiksi koulutussimulaatiot voivat antaa jonkun oppia lentämään lentokoneella tai suorittaa muita tehtäviä tavalla, joka muistuttaa paremmin todellisia olosuhteita. Videopelit ovat kokeilleet 3D -virtuaalitodellisuutta jo jonkin aikaa ja yrittävät edelleen kehittää ohjelmistoja, jotka mahdollistavat pelien pelaamisen tällaisessa virtuaalitilassa. Suurimmassa osassa näistä kehityskulkuista on kuitenkin ollut ongelmia, joihin on kuulunut kaikkea huonosta hallinnasta ja huonommasta grafiikasta päänsärkyyn silmien rasituksen vuoksi.