Kolmemõõtmeline (3D) graafik on arvutiprogrammi kasutamine võrrandi lahenduse joonistamiseks virtuaalses 3D-ruumis, et tulemusi oleks võimalik visuaalselt analüüsida. 3D-graafikul on mitmeid kasutusviise teaduses ja inseneriteaduses, aga ka rakendusi üldises arvutiprogrammeerimises, eriti multimeediumi- ja meelelahutusprogrammides. Mõned funktsioonid ja võrrandid on joonistatud 3D-s lihtsalt elegantsete ja huvitavate 3D-mustrite või -kujundite loomiseks protseduuriliselt, samas kui teised esindavad allikast kogutud andmeid, näiteks meteoroloogilist teavet. Paljud arvutirakendused on võimelised 3D-graafiku tegemiseks, mõned võimaldavad kasutajal kohandada vaate kõiki aspekte, et luua loetavaid graafikuid või värvilisi pilte.
Üks 3D-graafikaprogrammi kasutamise mugavamaid aspekte on see, et enamik 3D-arvutiteeke on loodud aktsepteerima sama tüüpi muutujaid ja funktsioone, mida kasutatakse traditsioonilistes graafikavõrrandites. Toetatud on sellised funktsioonid nagu siinus, koosinus ja tangens, samuti reaalarvud ja eksponendid. Lisaks kasutavad paljud graafikakaardid sama tüüpi 3D-koordinaatide süsteemi, mida kasutatakse teaduslikus graafikus, sageli võimalusega muuta süsteemi lihtsalt paremakäelisest vasakukäeliseks. See tähendab, et võrrandi sisendi ja programmi vahel, mis selle lõpuks lahendab ja tulemused joonistab, on vaja väga vähe tõlgendamist.
Multimeediumiprogrammid ja pildiredaktorid kasutavad eriefektide rakendamiseks regulaarselt 3D-graafikat. Seda võib näha paljudes filtrites, mis tuginevad tekstuuride simuleerimiseks, teede manipuleerimiseks või kujutiste deformeerimiseks graafikule. Seda saab kasutada ka, eriti fraktaalvõrrandite puhul, et genereerida näiliselt juhuslikke tulemusi, mida saab stseenis skaleerida, dubleerida või muul viisil manipuleerida. Seda tüüpi 3D-graafikut saab näha professionaalses filmi eriefektide tarkvaras, mis simuleerib veepinda või suuri objektirühmi, mis liiguvad läbi 3D-stseeni, kus liikumine näib olevat loomulik ja juhuslik, kuid on tegelikult graafikufunktsioonide tulemus.
Meelelahutusrakendustes, nagu videomängud, saab 3D-graafiku abil simuleerida intelligentset liikumist arvutiga juhitavate objektidega, pannes need järgima mittejuhuslikke teid. Seda kasutatakse ka mitme mängijaga võrgumängudes liikuvate objektide ennustava käitumise arvutamiseks, võimaldades mängijal näha sujuvalt renderdatud jadasid, ilma et programm peaks iga animatsioonikaadri jaoks serveriga ühendust looma. Seda tüüpi graafikuid saab kasutada ka loodusliku maastiku, näiteks mägede, simuleerimiseks, joonistades ja interpoleerides erivõrrandeid, mõnikord rekursiivselt, et lisada detaile.