三維動畫制作也稱為3D動畫制作?；?D電腦圖形來表現(xiàn)。有別于二維動畫，三維動畫提供三維數(shù)字空間利用數(shù)字模型來制作動畫。這個技術(shù)有別于以前所有的動畫技術(shù)，給予動畫者更大的創(chuàng)作空間。精度的模型，和照片質(zhì)量的渲染使動畫的各方面水平都有了新的提高，也使其被大量的用于現(xiàn)代電影之中。3D動畫幾乎完全依賴于電腦制作，在制作時，大量的圖形計算機(jī)工作會因?yàn)殡娔X性能的不同而不同。3D動畫可以通過電腦渲染來實(shí)現(xiàn)各種不同的最終影像效果。包括逼真的圖片效果，以及2D動畫的手繪效果。三維動畫主要的制作技術(shù)有：建模、渲染、燈光陰影、紋理材質(zhì)、動力學(xué)、粒子效果（部分2D軟件也可以實(shí)現(xiàn)）、布料效果、毛發(fā)效果等。著名的3D動畫工作室包括皮克斯、藍(lán)天工作室、夢工廠等。軟件則包括3Dmax、Blender、Maya、LightWave 3D、Softimage XSI等。
其他電腦動畫技術(shù)電腦動畫制作技術(shù)通過計算機(jī)得到了很大的延伸。很多技術(shù)不僅用在動畫制作上，還用在電視、電影的制作上。這些技術(shù)包括卡通渲染動畫（cel-Shading/Toon Shading Animation）動作捕捉（motion capture）、藍(lán)屏（blue screen）、非真實(shí)渲染（non-photorealistic rendering）、骨骼動畫（skeletal animation）、目標(biāo)變形動畫（morph target animation）、模擬（simulation，模擬風(fēng)、雨、雷、電等）。另外亦有使用位圖或矢量圖形制成的小動畫，互聯(lián)網(wǎng)上主流的格式是位圖GIF與矢量Flash。
膠片繪制動畫（Drawn on film animation）直接在電影膠片上進(jìn)行繪制的動畫制作技術(shù)，也被稱為直接動畫（direct animation）或者是無攝像機(jī)動畫（animation without camera），以區(qū)別于其他需要一幀幀拍攝圖像或物體的動畫形式。是早期動畫的一種制作方式，也被用于早期的電影中。因?yàn)檫@種技術(shù)可以使動畫中的角色出現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)的影像中，類似于合成技術(shù)。作品有逃出墨水瓶（out of ink)。
玻璃動畫（Paint-on-glass animation）在玻璃片上繪制作動畫。一般采用一些油畫的顏料來制作，用時也會用一些樹膠水彩畫。俄國的亞歷山大?佩特洛夫是使用這方面技術(shù)有名的動畫師，他大約有這種技術(shù)拍了七部電影，并且都獲得一些獎項(xiàng)。
針幕動畫（Pinscreen animation）針幕動畫使用一塊有許多可以活動的針的板，然后通過不同的針的上升下降來實(shí)現(xiàn)動畫效果。這種動畫技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)一些傳統(tǒng)動畫比較難實(shí)現(xiàn)的質(zhì)地效果。
沙動畫（Sand animation）用沙為材料，在一塊打前光燈或者是背光的玻璃上用沙子來繪制各種圖像，然后做為幀拍攝下來，以制作動畫。沙動畫在影像上風(fēng)格獨(dú)特，有其他動畫比較難表現(xiàn)的效果。
手翻書（Flip book）手翻書是一個帶有一系列連貫動作圖像的書。當(dāng)書頁被快速翻閱時，看到的圖像會因此視覺殘留現(xiàn)象而出現(xiàn)動畫效果。手翻書一般是針對兒童的，但也有面向成人的采用一系列照片而不是圖像的手翻書。手翻書有時也會出現(xiàn)在一般的書或者是雜志的附刊中，或者是頁角上。
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