Los modelos tridimensionales suelen generarse mediante software especializado como herramientas de modelado 3D, pero también pueden generarse mediante otros métodos. Como una colección de datos puntuales y otra información, un modelo 3D se puede generar manualmente o según algún algoritmo. Aunque suele existir virtualmente en una computadora o en un archivo informático, un modelo similar descrito en papel también puede considerarse un modelo tridimensional. Dondequiera que se utilicen gráficos tridimensionales, se utilizan ampliamente modelos tridimensionales. De hecho, su uso es anterior a la popularidad de los gráficos tridimensionales en las computadoras personales. Muchos juegos de computadora utilizan imágenes de modelos 3D prerenderizadas como sprites para la renderización por computadora en tiempo real.
Hoy en día, los modelos tridimensionales se han utilizado en diversos campos. Se utilizan en la industria médica para hacer modelos precisos de órganos; la industria cinematográfica los utiliza para mover personas, objetos y películas de la vida real; la industria de los videojuegos los utiliza como recurso en las computadoras y los videojuegos en los que se utilizan; el campo científico como base para compuestos químicos; son utilizados por la industria de la construcción para ilustrar edificios propuestos o actuaciones paisajísticas; se utilizan en ingeniería para diseñar nuevos equipos, vehículos, estructuras y otras aplicaciones. En las últimas décadas se han construido modelos geológicos tridimensionales en el campo de las ciencias de la tierra.
El modelo 3D en sí es invisible y se puede renderizar con diferentes niveles de detalle o colorear de diferentes maneras basándose en estructuras alámbricas simples. Sin embargo, muchos modelos 3D están cubiertos por texturas. El proceso de colocar texturas en modelos 3D se llama mapeo de texturas. La textura es una imagen, pero puede hacer que un modelo sea más detallado y parezca más realista. Por ejemplo, si un modelo 3D de una persona tiene texturas para la piel y la ropa, parecerá más realista que un modelo monocromático simple o un modelo de estructura alámbrica.
Además de las texturas, se pueden utilizar otros efectos en los modelos 3D para aumentar el realismo. Por ejemplo, las normales de la superficie se pueden ajustar para lograr sus efectos de iluminación, y algunas superficies pueden usar métodos de mapeo de texturas irregulares y otras técnicas de renderizado 3D.