Tridimenzionalni (3D) laserski rez je podoben običajnemu laserskemu rezu, le da lahko laser prepozna vse strani substrata in ne le obraza substrata. Za razliko od dvodimenzionalnega (2D) laserskega rezanja lahko 3D laserski rez običajno deluje s kocko ali drugo veliko obliko substrata in ne le s ravnim kosom materiala. Sam substrat je lahko veliko različnih vrst materialov, kot so steklo, kristal, kovina in les. Druge metode rezanja lahko režejo samo v površino materiala, laser pa lahko nastavite tako, da reže notranjost materiala, kar se najpogosteje uporablja pri kristalih.
Eden od vidikov 3D laserskega reza je, da lahko rezalni stroj prepozna vse strani substrata. Z 2D laserskim rezalnikom lahko stroj reže in prepozna samo obraz materiala. 3D metoda omogoča rezalniku, da gre skozi in posebej reže in oblikuje substrat, kot je potrebno naloženemu dizajnu, kar stroju omogoča izdelavo veliko bolj zapletenih oblik in projektov.
Dvodimenzionalni laserski rezalniki lahko običajno režejo le v raven kos materiala, vendar je 3D laserski rez mogoče narediti v debel kos materiala, kot je kocka ali krogla. Podobno kot sposobnost prepoznavanja vseh strani substrata, to omogoča stroju veliko bolj zapletene reze v primerjavi z 2D strojem. Hkrati obstaja nekaj cenejših 3D laserskih rezalnikov, ki nimajo te sposobnosti.
S strojem za 3D lasersko rezanje je mogoče uporabiti veliko različnih materialov, vsak material pa ima drugačen namen. Les je mogoče oblikovati v kose za pohištvo ali dekorativne elemente, steklo in kristal lahko oblikujemo v oblike, kovino pa v dele ali tiskana vezja (PCB). To običajno lahko naredijo tudi 2D laserski rezalniki, ker so laserji ponavadi vsestranski rezalniki.
Edinstven vidik 3D laserskega reza je zmožnost preseganja površine substrata. To omogoča, da rezalnik reže pod površino, ne da bi puščal praske na površini materiala. To je običajno izdelano iz kristala in stekla, 3D slika pa je vgravirana v središče materiala. Za to se lahko uporabi tudi les; včasih se to naredi in potem se les razcepi, da se razkrije notranja zasnova, vendar to ni tako pogosto kot kristal.