חותך לייזר תלת מימדי יכול לחתוך ולעצב אובייקטים תלת מימדיים באמצעות קרן לייזר. בניגוד לחותכי לייזר דו מימדיים שעובדים רק על שני צירים (X ו-Y) ולעבד חומרים שטוחים, חותכי לייזר תלת מימדיים פועלים גם על ציר שלישי (G), מה שמאפשר להם לחתוך צורות תלת מימד מורכבות ומשטחים מעוקלים. הם משמשים בתעשיות שבהן יש צורך לעבד אובייקטים לא סדירים או תלת מימדיים, כמו תעשיית הרכב, תעשיית התעופה והחלל או המתכות. בזכות הדיוק והגמישות הגבוהים שלהם, הם אידיאליים לייצור חלקים מורכבים.