Πολλές σύγχρονες εφαρμογές στον 21ο αιώνα έχουν επωφεληθεί από συστήματα τρισδιάστατης (3D) όρασης. Αυτά περιλαμβάνουν τη ρομποτική, η οποία συχνά χρησιμοποιεί τέτοιες δυνατότητες όρασης στην κατασκευή, την επεξεργασία τροφίμων και τη γεωργία. Οι στρατιωτικές εφαρμογές περιλαμβάνουν συχνά την εύρεση και την έκρηξη βομβών, ενώ οι ιατρικές χρήσεις για την τρισδιάστατη όραση συνήθως περιλαμβάνουν λεπτομερή απεικόνιση του σώματος κατά τη διάρκεια δοκιμών όπως οι ενδοσκοπήσεις. Τα συστήματα απεικόνισης χρησιμοποιούνται συχνά με πολύπλοκο τρισδιάστατο λογισμικό που επεξεργάζεται τις εικόνες και το οποίο μπορεί ακόμη και να βοηθήσει στο σχεδιασμό εξελιγμένων προϊόντων σε τρεις διαστάσεις.
Ρομπότ εξοπλισμένα με τρισδιάστατη όραση χρησιμοποιούνται συχνά για την επιλογή και την τοποθέτηση εξαρτημάτων κατά τη συναρμολόγηση και μπορούν επίσης να τα τοποθετήσουν σε έναν μεταφορέα. Μερικές φορές μεταφέρουν εξαρτήματα στην αποθήκευση, όπως όταν τα εξαρτήματα του αυτοκινήτου οργανώνονται πριν τοποθετηθούν σε μια γραμμή συναρμολόγησης. Ο χειρισμός των εξαρτημάτων γενικά είναι πιο αποτελεσματικός χρησιμοποιώντας την τρισδιάστατη όραση, επειδή η χρήση λέιζερ με δισδιάστατα (3D) συστήματα μπορεί να πάρει περισσότερο χρόνο. Για παράδειγμα, τα μηχανήματα που χρησιμοποιούνται για το μάζεμα, την έντομο ή τον άλλο χειρισμό μήλων, αυγών ή ντοματών, περιλαμβάνουν συχνά ρομποτική με πολύπλοκα συστήματα όρασης.
Μια άλλη εφαρμογή για τρισδιάστατη όραση είναι το άρμεγμα και η απολύμανση αγελάδων. Η κάμερα μπορεί να συνδεθεί απευθείας με έναν υπολογιστή που παρακολουθεί το ρομπότ καθώς μπαίνει σε ένα στάβλο, συνδέει τον εξοπλισμό αρμέγματος και γεμίζει δοχεία με γάλα. Τα τηλεκατευθυνόμενα ρομπότ που χρησιμοποιούνται από τον στρατό συχνά ενσωματώνουν συστήματα όρασης για τον εντοπισμό και την έκρηξη ναρκών και άλλων συσκευών. Ο κίνδυνος για τον άνθρωπο συνήθως εξαλείφεται και ένας χειριστής μπορεί να δει την περιοχή που βλέπει το ρομπότ σε μια οθόνη λεπτομερώς.
Τα αυτόνομα οχήματα συχνά περιλαμβάνουν συστήματα τρισδιάστατης όρασης στα ηλεκτρονικά κυκλώματα. Αυτά μπορούν να τριγωνοποιήσουν στόχους για πλοήγηση καθώς και να αισθανθούν το περιβάλλον έδαφος για να αποφύγουν τα εμπόδια και να βρουν τις πιο ασφαλείς διαδρομές. Το λογισμικό βρίσκεται συχνά πίσω από πολλές εφαρμογές 3D και συνήθως παρέχει έναν τρόπο ερμηνείας των εικόνων που λαμβάνονται από μια κάμερα και δίνει εντολή σε μια μηχανή να ανταποκρίνεται στο περιβάλλον. Μερικά χρησιμεύουν ως πολυδιάστατα εργαλεία σχεδιασμού, όπως προγράμματα Computer Aided Design (CAD), για ρομποτική και άλλα μηχανήματα πριν κατασκευαστούν.
Οι χρήσεις της τρισδιάστατης όρασης επεκτείνονται συχνά όταν εμφανίζονται νέες τεχνολογίες. Μέχρι το 3, αναπτύχθηκε μια κάμερα μηχανικής όρασης που μπορούσε να παράγει στερεοφωνικές εικόνες σε μία συσκευή αντί για δύο. Έχει έναν φακό με μηχανισμό μεταγωγής που μπλοκάρει το μισό του κάθε φορά. Οι εικόνες αριστερά και δεξιά μπορούν να ληφθούν χωρίς χρονοβόρα και δαπανηρή επεξεργασία λογισμικού. Το σύστημα φιλοξενεί επίσης μικρές συσκευές απεικόνισης, όπως εξοπλισμό τηλεπαρουσίας ή όργανα ενδοσκόπησης.