Kolmemõõtmeline arvutipõhine projekteerimine ehk 3D CAD on omamoodi tarkvara, mis aitab arhitektidel, inseneridel ja teistel ehitusspetsialistidel kujundada kolmemõõtmeliste objektide skeeme. 3D CAD-i kasutatakse tavaliselt mitmesuguste objektide, sealhulgas autode ja muude sõidukite, tööstus-, äri- või elamute ning peaaegu iga kategooria kodumasinate ja -seadmete projekteerimiseks. 3D CAD on ka oluline tööriist arvutiga loodud animatsiooni loomisel.
Arvutipõhine disain ehk CAD töötati välja professionaalse valdkonnana 1970. aastatel, et vähendada tootearenduse projekteerimis- ja testimisfaasidega seotud kulusid ja aega. See sai alguse nii paberskeemide kui ka savimudelite asendajana, kuid operatsioonisüsteemide ja arvutiriistvara pideva arenguga on see aidanud neid tootmisvahendina asendada. See aga ei tähenda, et CAD-kasutajad ei vaja enam koolitust ning kaasaegsed arhitektid ja disainerid nõuavad uusimate arvutipõhise projekteerimistehnikate valdamiseks sama palju, kui mitte rohkem haridust ja praktikat.
Paljud 3D CAD-iga seotud kontseptsioonid on samad, mis traditsioonilises paberist või savist modelleerivas CAD-is. Ideed, nagu geomeetria, skaala, mass ja isegi biomehaanika, on kaasaegsetele disaineritele, inseneridele ja arhitektidele sama vajalikud kui 1960ndatel töötavatele inimestele. Selle illustreerimiseks võiks 3D CAD-iga autoraami kujundamist võrrelda traditsioonilise skemaatilise disainiga samamoodi, nagu tekstitöötlust võiks võrrelda kirja käsitsi kirjutamisega.
Üks suurimaid eeliseid, mida 3D CAD naudib paberist joonistamise või savist modelleerimise ees, on virtualiseerimise idee. See tähendab, et arvutimudelit saab redigeerida, kohandada ja isegi täielikult ümber töötada ilma lisakuludeta, välja arvatud ajakulu. Kogu töö on virtuaalne, kuvatakse dünaamiliselt elektroonilisel ekraanil ning seda saab lõputult vaadata ja muuta. Kaasaegsed disainerid saavad uusi ideid ja soovitusi kaasata palju lihtsamini kui nende eelkäijad, kes peaksid sõna otseses mõttes “joonistuslaua juurde tagasi minema” ja muudatustega uuesti alustama.
Kaasaegne CAD-tehnoloogia on võimaldanud projekteerimisettevõtetel tõsta tootlikkust, vähendades samal ajal tööjõudu, kuna tänu arvutistamisele on ühe projekti täitmiseks kuluv aeg dramaatiliselt vähenenud. Lisaks on isegi 3D CAD-i enda kulud viimase kolme aastakümne jooksul märgatavalt langenud. Kuigi varem oli 3D CAD-tarkvara käitamiseks vaja spetsiaalselt loodud arvutisüsteeme, on nüüd võimalik üsna lihtsate personaalarvutitega luua suhteliselt keerulisi kujundusi. Sellegipoolest nõuavad professionaalsed tulemused uusimat riist- ja tarkvara.