Tridimenzionalna (3D) obdelava slik je metoda, s katero dvodimenzionalna (2D) slika postane 3D slika, običajno pri izdelavi modela in upodabljanju. Za ustvarjanje slike se obdelava 3D slike začne z mrežnim okostjem predmeta, ki vsebuje veliko različnih črt in podatkov o volumnu, ki pravilno predstavljajo 3D prostor. Ko je model zgrajen, se upodobi in zajame se veliko različnih 2D pogledov, da se ustvari 3D učinek. Zabavni in arhitekturni delavci uporabljajo obdelavo 3D slik za izdelavo realističnih modelov za filme oziroma zgradbe. Zdravniki uporabljajo tudi obdelavo 3D slik, saj pomaga zdravnikom vizualizirati težave, bodisi notranje težave s pacientom ali za raziskovalne namene.
Za začetek obdelave slike je potreben mrežni objekt. To je mogoče ustvariti iz programa za obdelavo slik, v katerem uporabniki ustvarijo črte za izgradnjo mrežnega okostja, ali pa se za zajemanje informacij uporabi 3D-skener. Ne glede na tehniko mrežni skelet vsebuje informacije o volumnu in globini, ki jih računalnik razume, zaradi česar je 3D model. V tej fazi model nima nobene barve ali teksture; je le kup črt, ki predstavljajo obliko in velikost modela.
Renderiranje je naslednja faza. Oblikovalci postavijo barve in teksture na 3D model, da bi bil videti realističen. Tako ljudje lažje vidijo in razumejo sliko. Za izdelavo tega 3D računalnik posname veliko različnih 2D posnetkov zaslona, dokler ne zajame vseh kotov, tako da ko uporabnik premakne predmet, je videti 3D.
Industrija zabave in arhitekture obsežno uporabljata obdelavo 3D slik za izdelavo modelov za uporabo. Oba gresta skozi isti postopek ustvarjanja modela in njegovega upodabljanja, vendar je razlika v tem, kako se model uporablja. V zabavi je model namenjen gibanju in interakciji z igralci. Arhitekti uporabljajo model, tako da lahko stranke preprosto vizualizirajo zgradbo, ko je končana, in olajšajo gradnjo.
Medicinska znanost uporablja tudi obdelavo 3D slik, tako za diagnozo kot za raziskave. Pri diagnostiki bo kamera posnela nečijo notranjost, kamera pa bo lahko ustvarila 3D model organa ali odseka, ki ga bodo zdravniki lahko pregledali. Za raziskave bodo zdravniki lahko gledali in preučevali modele, da bi videli, kako se bodo sčasoma odzvali; to tudi pomaga novincem na medicinskem področju vizualizirati, kako izgledajo notranji deli.