Un mouse tridimensional (3D) es una variación del mouse bidimensional (2D) tradicional que está diseñado para que el usuario pueda mover un cursor en tres dimensiones dentro de una aplicación. El diseño real de un mouse 3D puede variar de un fabricante a otro, y algunos modelos no son más que un mouse 2D que tiene botones adicionales dispuestos en la unidad de modo que, cuando se presiona, el mouse cambia qué eje está controlando. Otro estilo de mouse 3D se usa sosteniendo el dispositivo en el aire y moviéndolo y girándolo como si fuera un modelo 3D o una cámara dentro de la aplicación que se está utilizando. Uno de los problemas que se pueden encontrar al usar un mouse 3D es el problema de la resolución, donde los movimientos del mouse en relación con el cursor en la aplicación no están bien coordinados, lo que dificulta su control. En la mayoría de los casos, se utiliza un mouse 3D para el diseño y manipulación de objetos 3D en un programa de modelado, ingeniería o visualización científica.
El problema que se pretende resolver con un ratón 3D es la cuestión de maniobrar dentro de un entorno 3D virtual. Esto tradicionalmente se hace mediante una combinación de pulsaciones de teclas y los movimientos de un mouse normal. Esto puede ser problemático y lento, a veces requiere que un diseñador gire constantemente la vista de un modelo para acceder a ciertas caras o para mantener varias ventanas separadas abiertas simultáneamente para trabajar de manera eficiente.
Un mouse 3D puede funcionar de varias maneras, pero dos métodos son los más comunes. La primera es que cualquier mecanismo que utilice el mouse para proporcionar movimiento libre activa una serie de macros de teclado y mouse 2D dentro del programa 3D que se está utilizando. En este caso, el mouse es una forma conveniente de activar rotaciones normales, selecciones y otros movimientos sin requerir múltiples pulsaciones de teclas o una secuencia de pasos dispares. Esto tiene la ventaja de funcionar bien con casi cualquier programa existente, porque solo activa la funcionalidad existente.
Otro método que se puede usar es vincular los movimientos especiales y la funcionalidad del mouse 3D directamente en una aplicación 3D, por lo que manipular un objeto es único en el uso de un teclado y un mouse 2D. Esto puede aumentar en gran medida la eficiencia del uso de una aplicación 3D. Un inconveniente es que la aplicación deberá admitir complementos avanzados o tener una forma de integrar el movimiento del mouse en el programa.
En el diseño real, un mouse 3D puede aparecer como una esfera elevada en una plataforma, un dial cilíndrico, un mouse estándar con múltiples botones o incluso como un bolígrafo unido a un brazo mecánico. Los ratones que se sostienen y se mueven por el aire pueden aparecer como una varita mágica o una forma curvada en forma de boomerang tachonada de botones. Un diseño único coloca la mayor parte de los circuitos del mouse en un anillo que se usa en una mano con un pequeño banco de botones accesibles en la palma de la mano, lo que permite al usuario manipular objetos con movimientos de la mano.