O tăietură cu laser tridimensională (3D) este ca o tăietură laser obișnuită, cu excepția faptului că laserul este capabil să recunoască toate părțile unui substrat și nu doar fața substratului. Spre deosebire de tăierea cu laser bidimensională (2D), o tăiere cu laser 3D poate funcționa în mod normal cu un cub sau cu altă formă mare de substrat și nu doar cu o bucată plată de material. Substratul în sine poate fi multe tipuri diferite de materiale, cum ar fi sticlă, cristal, metal și lemn. Alte metode de tăiere pot tăia doar suprafața materialului, dar laserul poate fi setat să taie interiorul materialului, care este cel mai frecvent utilizat cu cristalul.
Un aspect al unei tăieturi cu laser 3D este că mașina de tăiat este capabilă să recunoască toate părțile substratului. Cu un tăietor cu laser 2D, mașina poate tăia și recunoaște doar fața materialului. Metoda 3D permite tăietorului să treacă și să taie și să modeleze în mod specific substratul după cum este necesar de designul încărcat, ceea ce permite mașinii să realizeze forme și proiecte mult mai complexe.
În mod normal, mașinile de tăiat cu laser bidimensionale pot tăia doar într-o bucată plată de material, dar o tăiere cu laser 3D poate fi realizată într-o bucată groasă de material, cum ar fi un cub sau o sferă. La fel ca și capacitatea de a recunoaște toate părțile substratului, aceasta permite mașinii să facă tăieturi mult mai complexe în comparație cu o mașină 2D. În același timp, există unele tăietoare cu laser 3D mai ieftine, cărora le lipsește această capacitate.
Multe materiale diferite pot fi utilizate cu o mașină de tăiat cu laser 3D și fiecare material are un scop diferit. Lemnul poate fi format în piese pentru mobilier sau elemente decorative, sticla și cristalul pot fi formate în forme, iar metalul poate fi format în piese sau plăci de circuite imprimate (PCB-uri). Acest lucru se poate face în mod normal și cu tăietoarele cu laser 2D, deoarece laserele tind să fie dispozitive de tăiat versatile.
Un aspect unic al unei tăieturi cu laser 3D este capacitatea de a depăși suprafața substratului. Acest lucru permite tăietorului să taie sub suprafață fără a lăsa zgârieturi pe suprafața materialului. Acesta este de obicei realizat din cristal și sticlă, iar o imagine 3D este gravată în centrul materialului. Lemnul poate fi folosit și pentru aceasta; uneori se face și apoi lemnul este despicat pentru a dezvălui designul interior, dar acest lucru nu este la fel de comun ca cristalul.