Tridimenzionalno (3D) sledenje gibanju je dejanje zajemanja podatkov o gibanju igralcev in igralk. To je podobno kot pri snemanju osebe, ki se premika, vendar je razlika v tem, da namesto posnetkov, ki jih je mogoče samo predvajati, 3D-sledenje gibanju beleži premike, tako da jih je mogoče uporabiti v programih za 3D upodabljanje. Za zajem je potrebna posebna strojna oprema, kot so obleke in drobne sledilne enote, vendar nekateri sistemi potrebujejo samo kamero za zajemanje gibanja. Podskupina zajemanja gibanja, imenovana zajem zmogljivosti, se ukvarja z okončinami in potezami obraza.
Dejanje sledenja 3D gibanju je podobno snemanju ljudi, ki se gibljejo, vendar je razlika v načinu ravnanja z informacijami. Pri snemanju je posnetek mogoče le gledati, medtem ko je zajem gibanja digitalni model gibanja, ki ga je mogoče uporabiti za 3D figure na računalniku. To najpogosteje uporablja filmska industrija pri ustvarjanju 3D animiranih filmov ali ko računalniško podprti modeli zahtevajo zapleteno gibanje. Sledenje gibanju uporablja tudi vojska za izdelavo virtualnih vaj in inženirji za nadzor strojev.
Za izvajanje 3D sledenja gibanju je potrebna posebna strojna oprema. V preteklosti so bili igralci in igralke opremljeni z oblekami in majhnimi sledilnimi enotami, njihovo gibanje pa je spremljala kamera. Ta strojna oprema se še vedno pogosto uporablja, vendar so naprednejši sistemi sposobni zajeti podatke o gibanju brez potrebe po sledilnikih, znanih kot sledenje brez označevalcev. Za prevajanje vseh premikov v digitalne signale in informacije je še vedno potrebna posebna kamera.
Praksa 3D sledenja gibanju se ukvarja s premikanjem okončin in trupa, ne pa z drobnimi podrobnostmi človeškega gibanja. Za natančnejše podrobnosti se uporablja zajem zmogljivosti. Ta vrsta sledenja pridobi podatke iz gibov prstov in obraza, zato imajo umetniki, ki nadzorujejo 3D model, zapletene podatke o teh gibih. Brez teh informacij morajo umetniki ustvarjati izraze obraza in gibe prstov iz nič, kar lahko povzroči nerodne izraze ali otrdelost rok in prstov.
Preden je bilo 3D sledenje gibanju na voljo, so umetniki animiranih filmov v preteklosti uporabljali podoben sistem, imenovan rotoskopiranje, za sledenje gibanju. Igralci in igralke so bili posneti, kako izvajajo gibe in govorijo replike po scenariju. Umetniki bi nato vzeli film in narisali vsak okvir posebej. To je povzročilo bolj realistično animacijo, saj so vsi gibi temeljili na resničnih ljudeh. Večina večjih podjetij za animacijo je pred pojavom 3D sledenja gibanju uporabljala rotoskopiranje.