Uma câmera 3D é um dispositivo de imagem que permite a percepção de profundidade em imagens para replicar três dimensões como experimentado através da visão binocular humana. Algumas câmeras 3D usam duas ou mais lentes para gravar múltiplos pontos de vista, enquanto outras usam uma única lente que muda sua posição. A combinação das duas perspectivas, como com a perspectiva ligeiramente diferente de dois olhos humanos, é o que permite a percepção da profundidade. A fotografia 3D pode permitir um momento de congelamento imersivo no tempo para fotografias ou conteúdos de vídeo que parecem reais o suficiente para tocar.
O princípio por trás do efeito 3-D é chamado estereoscopia e a tecnologia correspondente é conhecida como imagem estereoscópica. A diferença entre objetos vistos através dos olhos esquerdo e direito (disparidade binocular) é o que permite a perspectiva na visão humana, juntamente com nossa acomodação através da focalização e interpretação do centro visual para integrar essas duas perspectivas.
3D TV e filmes têm tradicionalmente funcionado alternando frames, duas imagens separadas - uma para o olho direito e outra para o esquerdo - que são incorporadas através do uso de óculos especializados. Outra tecnologia conhecida como autostereoscopic imaging (auto 3-D) é baseada na tela e não requer que os espectadores usem óculos especiais.
3D conteúdo criado através da captura dupla pode ser visto em todos os tipos de monitores 3D, incluindo TVs e monitores 3D que usam óculos especiais, bem como monitores como o Nintendo 3DS. À medida que os ecrãs 3D e de realidade virtual (VR) se tornam mais comuns, também o conteúdo 3D gerado pelo utilizador se tornará mais comum. As câmaras digitais 3D, webcams e câmaras de vídeo proporcionarão um meio de produzir esse conteúdo.
Uma câmara 3D actual, o dispositivo RealSense da Intel, inclui uma câmara 1080p e uma câmara de infravermelhos (IR) que funciona juntamente com um projector laser IR para medir com precisão o espaço 3D. As câmeras RealSense estão incorporadas em laptops e computadores de mesa selecionados da Dell, HP e Lenovo.