3D打印機的原理和普通打印機非常相似，但是不同于傳統打印機使用墨盒的方式，3D打印機以一種數字模型文件為基礎，通過電腦軟件輔助設計技術(CAD)完成虛擬模型構建，并將虛擬模型傳送到3D打印機上，運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體。3D打印機與傳統打印機最大的區別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料。

在航天領域，3D打印機被用作打印航空飛行器發動機的重要零部件;在醫學界，利用生物材料開發具有特殊用途的3D打印機，他們在這里打印心臟瓣膜、耳朵、骨頭、皮膚，甚至打印了一個存活了三個月的人類腎臟;制造業也需要很多3D打印產品，因為3D打印無論是在成本、速度和精確度上都要比傳統制造好很多。而3D打印技術本身非常適合大規模生產，所以制造業利用3D技術能帶來很多好處，甚至連質量控制都不再是個問題。3D打印機的應用對象可以是任何行業，你甚至可以用3D打印機打印出一臺新的3D打印機。