3D掃描是分析現實對象或環境以收集有關其形狀以及可能的外觀的數據的過程。然后，收集到的數據可用于構建數字3D模型。

一個3D掃描儀可以根據許多不同的技術，各有其自身的局限性、優點和成本。仍然存在可數字化對象種類的許多限制。例如，光學技術可能在發光，反射或透明物體上遇到許多困難。例如，工業計算機斷層掃描和結構光3D掃描儀可用于構建數字3D模型，而無需進行破壞性測試。

收集的3D數據可用于多種應用程序。這些設備已被娛樂業廣泛用于電影和視頻游戲（包括虛擬現實）的生產中。該技術的其他常見應用包括增強現實、運動捕獲、手勢識別、機器人繪圖、工業設計、矯正和假肢、逆向工程和原型、質量控制?/檢查和數字化文化文物。

3D掃描儀的目的通常是創建3D模型。該3D模型由對象表面上的幾何樣本的點云組成。這些點然后可以用來推斷對象的形狀。如果在每個點收集顏色信息，那么還可以確定對象表面的顏色。

3D掃描儀與相機具有一些共同特征。像大多數相機一樣，它們具有圓錐形的視場，并且像相機一樣，它們只能收集有關未被遮蓋的表面的信息。相機收集有關其視場內表面的顏色信息時，3D掃描儀收集有關其視場內表面的距離信息。3D掃描儀產生的“圖片”描述了圖片中每個點到表面的距離。這允許識別圖片中每個點的三維位置。

在大多數情況下，單次掃描不會產生完整的受試者模型。通常需要從許多不同方向進行多次掃描，甚至數百次，以獲取有關對象各個方面的信息。這些掃描必須引入一個通用的參考系統中，該過程通常稱為對齊或配準，然后合并以創建完整的3D模型。從單個范圍圖到整個模型的整個過程通常稱為3D掃描管道。