Tridimenzionalna ali 3D projekcija, ki jo pogosto imenujemo 3D projekcijsko preslikavo, je prenos tridimenzionalnih podatkov na dvodimenzionalno ravnino. Znanstveniki, inženirji in oblikovalci pogosto uporabljajo to vrsto sistema kartiranja pri izdelavi računalniških ali peresnih in papirnih modelov tridimenzionalnih predmetov. Predmete je mogoče risati v merilu ali s perspektivo, vendar obeh lastnosti po prevajanju tridimenzionalnih koordinat v dve dimenziji ni mogoče ohraniti nedotaknjene. Čeprav se 3D projekcija običajno nanaša na samo modeliranje, se lahko nanaša tudi na projekcijo slik, ki se zdijo v treh dimenzijah, kot so tiste, ki jih vidimo v 3D filmih.
Po svoji naravi dejanje prenosa tridimenzionalnih informacij na dvodimenzionalno ravnino pomeni, da je treba nekaj izgubiti. Obstajata dva glavna načina uporabe 3D projekcije in vsak ima svoje pozitivne in negativne lastnosti. Eden od načinov za projiciranje tridimenzionalne slike na dvodimenzionalno površino je uporaba perspektive. Perspektiva naredi sliko videti očesu, kot da bi bila tridimenzionalna, čeprav velikosti delov tega predmeta, če bi jih izmerili, ne bi bile sorazmerno pravilne. Drug način za uporabo dveh dimenzij za predstavitev treh je uporaba sistema, imenovanega ortografska projekcija. V tem sistemu so meritve natančne, vendar objekt ne bo videti, kot da ima globino.
Za 3D projekcijo obstaja več uporab. Inženirsko načrtovanje in načrtovanje uporabljata tridimenzionalne koordinatne sisteme pri načrtovanju zgradb in objektov. Računalniška grafika uporablja tudi 3D projekcijo pri modeliranju tridimenzionalnega predmeta ali okolja v dvodimenzionalnem prostoru računalniškega zaslona. To vrsto projekcije lahko uporabljata tudi naravoslovje in matematika pri modeliranju ali grafiranju različnih naravnih pojavov in enačb.
3D projekcija se lahko nanaša tudi na projekcijo dvodimenzionalnih slik na zaslon na način, da se gledalcu zdi, da obstajajo v treh dimenzijah. Tehnologija za ustvarjanje globine dvodimenzionalne slike je na voljo že od dvajsetih let prejšnjega stoletja in čeprav je bilo veliko izboljšav, so osnovna načela enaka. Namesto ene slike sta na zaslon hkrati postavljeni dve sliki, ki se rahlo prekrivata. Ko oseba nosi posebna očala, bodisi barvne filtre ali polarizirane filtre, lahko vsako oko vidi samo eno od teh slik, možgani pa informacije, ki jih prejme vsako oko, prevedejo v eno tridimenzionalno sliko.