به فرایند تبدیل هندسی تمام سطوح جسم در صفحه مختصات سه بعدی با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی یا به صورت دستی، مدل سازی سه بعدی گویند. به متخصصین فعال در این زمینه طراح سه بعدی گویند.

مدلسازی سه بعدی هم به صورت دستی با استفاده از تکنیک رندرینگ و تبدیل هندسی نقاط و هم با استفاده از نرم‌افزار های کامپیوتری انجام می‌شود.

افرادی که قصد مدلسازی سه بعدی دارند، در ابتدا باید از یک قوه تخیل بسیار بالا برخوردار باشند. در مرحله بعد فرد باید از تمامی حالات و خواص مواد از جمله چگونگی حالت انعکاس یا تصویر بر روی آن جسم مورد نظر یا چگونگی مراحل ذوب آن جسم در دماهای مختلف جهت دادن حالت واقعی تر به جسم آشنا باشد.

معماران، شهرسازان و گرافیست‌ها می‌توانند از این تکنیک برای پیش‌نمایش بناها و مدل‌هایی که هنوز ساخته نشده‌اند، استفاده کنند.

یکی از کاربردهای این تکنیک در معماری تبدیل پلان‌های ساده به شکل سه‌بعدی می‌باشد که برای معماران اهمیت بسیار دارد. همچنین به کمک این تکنیک، می‌توان نماهای داخلی ساختمان را طراحی و مشاهده نمود و در نهایت و نواقص آن را از بین برد.

اگرچه، در فضای نرم‌افزار CAD نیز قابلیت تبدیل برخی نقشه‌های دو بعدی به سه بعد وجود دارد، اما نرم‌افزار‌های تری دی مکس، رویت و اسکچاپ برخی از نرم‌افزار‌های پر کاربرد در این زمینه می‌باشند.

یکی از روش‌های معمول در مدلسازی سه بعدی که اکثر مدل‌های کامپیوتری از آن استفاده می‌نمایند، مدل‌سازی چند‌ضلعی (Polygonal Modeling)، است. در این روش، نقاط در فضای سه بعدی که ورتیکس (vertices) نامیده می‌شوند، توسط خطوط به هم متصل شده و مش‌بندی‌های چند ضلعی را ایجاد می‌نمایند. از ویژگی‌های برجسته این روش، انعطاف پذیری بالا و سهولت در رندرینگ توسط برنامه‌های کامپیوتری می‌باشد. همچنین، در سطوح خمیده، از مش‌های چند ضلعی متعدد برای مدلسازی استفاده می‌شود.