3D kompozīcija ir process, kurā dažādi elementi, kas bieži ietver gan tiešraides filmu kadrus vai fotogrāfijas, gan virtuālus datorizētus attēlus, tiek slāņoti un apvienoti vienā attēlā vai ainā. Šāda veida kompozīcijas bieži tiek veiktas, lai izveidotu nekustīgus attēlus, kas ietver dažādus komponentus vienā attēlā, lai gan to var izmantot arī filmu vai televīzijas programmu pēcapstrādes procesā, lai apvienotu dažādus elementus video secībā. 3D kompozīcija bieži atšķiras no divdimensiju vai 2D kompozīcijas ar to, kā dažādie slāņi var mijiedarboties un reālistiskāk ietekmēt viens otru.
3D kompozīcijas procesā parasti tiek izmantota šādai kompozīcijai izstrādāta datora programmatūra, bieži izmantojot ievadi no dažādiem avotiem. Šis process parasti ietver vairākus ievades failus, tostarp nekustīgus attēlus un video failus, kas tiek samontēti un slāņoti 3D kompozīcijas procesa laikā. Vienkāršs šī procesa piemērs varētu būt attēla salikšana, kas attēlo laivu uz ūdens lielas klints priekšā ar citām klintīm un mākoņiem un debesīm fonā. Galīgajā attēlā visi šie elementi būtu ietverti vienā, būtībā viengabalainā attēlā, lai gan katrs gabals varēja būt no atsevišķa avota.
Attēlā, kas izveidots, izmantojot 2D kompozīciju, katrs ievades avots parasti tiek uzskatīts par vienu plakana attēla slāni, kas var nodrošināt izcilu kompozīciju noteiktiem mērķiem. Tomēr 3D kompozīcijas izmantošana ļauj atsevišķus slāņus no dažādiem avotiem apvienot tā, lai elementi varētu pārklāties un mijiedarboties reālāk. Iepriekš minētajā piemērā laivai ir jāmet ēna uz ūdens zem tās; to var būt grūti sasniegt, ja laiva un ūdens būtu atsevišķi slāņi 2D kompozīcijā.
Tomēr, izmantojot 3D kompozīciju, šos atsevišķos slāņus var salikt kopā un laivai var radīt ēnu uz ūdens. Parasti to dara 3D attēlveidošanas programmatūra, kas var izveidot ēnu, pamatojoties uz laivu, vai vispirms izveidojot laivu 3D attēlveidošanas programmā, jo ēnas ģenerēšana šajā programmā var tikt apvienota arī ainā. Arī citus efektus var vieglāk pielietot sižetam vai nekustīgam attēlam, izmantojot 3D kompozīciju, piemēram, objektus vienā slānī ietekmē apgaismojumu citā. Šo kompozīcijas veidu parasti izmanto arī, lai izveidotu reālistiskākus attēlus, kas ģenerēti 3D grafikas programmatūrā, nepārslogojot renderēšanas datorus, renderējot vairākas sižeta vai objekta piegājienus, kas pēc tam tiek salikti kopā galīgajam attēlam.