Trīsdimensiju (3D) lāzergriešana ir kā parasta lāzergriešana, izņemot to, ka lāzers spēj atpazīt visas substrāta puses, nevis tikai pamatnes virsmu. Atšķirībā no divdimensiju (2D) lāzergriešanas, 3D lāzergriešana parasti var strādāt ar kubu vai citu lielu substrāta formu, nevis tikai ar plakanu materiāla gabalu. Pati substrāts var būt daudz dažādu materiālu, piemēram, stikls, kristāls, metāls un koks. Citas griešanas metodes var iegriezt tikai materiāla virsmā, bet lāzeru var iestatīt, lai grieztu materiāla iekšpusi, ko visbiežāk izmanto ar kristālu.
Viens no 3D lāzergriešanas aspektiem ir tas, ka griešanas mašīna spēj atpazīt visas pamatnes puses. Izmantojot 2D lāzera griezēju, iekārta spēj iegriezt un atpazīt tikai materiāla virsmu. 3D metode ļauj griezējam iziet cauri un īpaši izgriezt un veidot substrātu atbilstoši augšupielādētajam dizainam, kas ļauj iekārtai izveidot daudz sarežģītākas formas un projektus.
Divdimensiju lāzera griezēji parasti var griezt tikai plakanā materiāla gabalā, bet 3D lāzera griezumu var izveidot biezā materiāla gabalā, piemēram, kubā vai sfērā. Līdzīgi kā spēja atpazīt visas pamatnes puses, tas ļauj iekārtai veikt daudz sarežģītākus griezumus, salīdzinot ar 2D iekārtu. Tajā pašā laikā ir daži lētāki 3D lāzera griezēji, kuriem šīs iespējas trūkst.
Ar 3D lāzergriešanas iekārtu var izmantot daudz dažādu materiālu, un katram materiālam ir atšķirīgs mērķis. Koku var veidot mēbeļu vai dekoratīvo elementu gabalos, stiklu un kristālu var veidot formās, bet metālu var veidot daļās vai iespiedshēmu plates (PCB). To parasti var izdarīt arī ar 2D lāzera griezējiem, jo lāzeri mēdz būt daudzpusīgi griezēji.
Unikāls 3D lāzera griezuma aspekts ir spēja iziet ārpus pamatnes virsmas. Tas ļauj griezējam griezt zem virsmas, neatstājot skrāpējumus uz materiāla virsmas. Tas parasti ir izgatavots no kristāla un stikla, un materiāla centrā ir iegravēts 3D attēls. Šim nolūkam var izmantot arī koksni; dažreiz tas tiek darīts un pēc tam koks tiek sadalīts, lai atklātu iekšējo dizainu, taču tas nav tik izplatīts kā kristāls.