Trodimenzionalna ili 3D projekcija, koja se često naziva 3D projekcijsko preslikavanje, je prijenos trodimenzionalnih podataka na dvodimenzionalnu ravninu. Znanstvenici, inženjeri i dizajneri često koriste ovu vrstu sustava mapiranja kada izrađuju računalne ili olovke i papirnate modele trodimenzionalnih objekata. Objekti se mogu crtati u mjerilu ili s perspektivom, ali obje kvalitete ne mogu se zadržati netaknute nakon prevođenja trodimenzionalnih koordinata u dvije dimenzije. Iako se 3D projekcija obično odnosi na samo modeliranje, može se odnositi i na projekciju slika koje se čine u tri dimenzije, poput onih koje se vide u 3D filmovima.
Po svojoj prirodi, čin prijenosa trodimenzionalne informacije na dvodimenzionalnu ravninu znači da se nešto mora izgubiti. Postoje dva glavna načina korištenja 3D projekcije, a svaki ima svoje pozitivne i negativne kvalitete. Jedan od načina da se trodimenzionalna slika projicira na dvodimenzionalnu površinu je korištenje perspektive. Perspektiva čini da slika izgleda oku kao da je trodimenzionalna, iako veličine dijelova tog objekta, ako se izmjere, ne bi bile proporcionalno točne. Drugi način korištenja dvije dimenzije za predstavljanje tri je korištenje sustava koji se naziva ortografska projekcija. U ovom sustavu mjerenja su točna, ali objekt neće izgledati kao da ima dubinu.
Postoje brojne namjene za 3D projekciju. Inženjersko projektiranje i izrada koriste trodimenzionalne koordinatne sustave u projektiranju zgrada i građevina. Računalna grafika također koristi 3D projekciju kada modelira trodimenzionalni objekt ili okolinu u dvodimenzionalnom prostoru zaslona računala. Znanost i matematika također mogu koristiti ovu vrstu projekcije kada modeliraju ili crtaju različite prirodne pojave i jednadžbe.
3D projekcija se također može odnositi na projekciju dvodimenzionalnih slika na ekran na način da se gledatelju čini da postoje u tri dimenzije. Tehnologija da se dvodimenzionalna slika čini da ima dubinu dostupna je od 1920-ih, i iako je bilo mnogo poboljšanja, osnovna načela su ista. Umjesto jedne slike, na ekran se istovremeno postavljaju dvije slike koje se malo preklapaju. Kada osoba nosi posebne naočale, bilo filtere u boji ili polarizirane filtere, svako oko može vidjeti samo jednu od tih slika, a mozak informacije koje prima svako oko prevodi u jednu trodimenzionalnu sliku.