Трёхмерная компьютерная игра (3D, англ. three-dimensional) — игра, визуальное пространство которое целиком построено из трёхмерных объектов. Персонаж находится в трёхмерном пространстве и в некоторых играх имеет полную свободу передвижения. Первая 3D игра — Maze War (1973).[источник не указан 786 дней]
Компьютер строит игровую сцену из набора трёхмерных математических моделей объектов (моделирование)[1] и затем превращает полученную сцену в плоскую картину, отображаемую монитором (рендеринг). Процесс построения сцены включает в себя создание моделей, расчёт освещения, теней, бликов и отражений, расчёт физики движения и взаимодействия моделей, наложение текстур, наложение атмосферной дымки, сглаживание изображения и т. д. Всё это объясняет высокие требования трёхмерных игр к вычислительной мощности компьютера. Процесс создания простейшего объекта в самых общих чертах выглядит так, по аналогии с созданием материальной модели.
Трёхмерные игры принципиально отличаются от двухмерных (2D), в которых игровое пространство состоит из готовых плоских изображений — рисованных от руки либо созданных художником в трёхмерной среде моделирования и затем сохранённых как обычные изображения. Задача компьютера сводится здесь лишь к комбинированию этих изображений в соответствии с алгоритмами игры, чем объясняются низкие требования двухмерных игр к мощности компьютера. Свобода перемещения персонажа в двухмерных играх ограничена: он может передвигаться лишь по предусмотренному разработчиками маршруту.