Podstawową zasada działania wydruków 3D jest nakładanie kolejnych cienkich warstw materiału, tworząc z niego model 3D. Druk 3D wykorzystuje materiał, który po podgrzaniu staje się miękki i plastyczny.
Może to być na przykład tworzywo podatne na formowanie pod wpływem ciepła. Ten stały materiał jest wtłaczany do ogrzewanej dyszy, gdzie upłynnia się i wyłania się w postaci cienkiej nici. Nić następnie wykorzystywana jest do tworzenia odpowiedniego obiektu warstwa po warstwie. Gdy tylko jedna warstwa całkowicie się zestali, nakładana jest kolejna warstwa. Wydruki 3D stały się bardzo powszechne w przemyśle, przykładem mogą być części samochodowe wytwarzane w drukarce 3D, nie zawsze tylko z tworzywa sztucznego, ponieważ stal nierdzewna, aluminium, tytan lub różnego rodzaju stopy metali można również przetwarzać w drukarce 3D. Wówczas wykorzystywany jest sproszkowany metal, podgrzewany laserowo przez drukarkę 3D, dzięki temu możliwe jest uzyskanie znacznie lepszej jakości części niż w przypadku wcześniej znanych procesów produkcyjnych. Z pewnością w przyszłości wydruki 3D będą stawały się coraz popularniejsze w różnych dziedzinach przemysłu. Co ciekawe za pomocą drukarek 3D, można drukować podzespoły do innych drukarek 3D, wiele części ruchomych, czy też stałych można wykonać w ten sposób. Innym przykładem może być przemysł zabawkarski, obecnie opracowuje się coraz tańsze metody druku trójwymiarowego.
Dzięki temu tego rodzaju rozwiązania są zatem coraz bardziej powszechne.
Drukarki 3D znane są także z serialu i serii filmów Star Trek, gdzie jedzenie powstawało w tego rodzaju urządzeniach. Może być to bardzo ciekawe wykorzystanie tej technologii, obecnie jest prowadzone badania nad możliwością tworzenia pożywienia za pomocą drukarek 3D. Można przykładowo w ten sposób obrabiać cukier, w przyszłości może uda się opracować metody skutecznego drukowania całych posiłków. Obecnie drukarki trójwymiarowe wykorzystuje się w medycynie w implantologii. Z pewnością dzięki temu można bardzo dobrze dobrać indywidualnie protezy, czy różnego rodzaju implanty indywidualnie dla każdego pacjenta.