所有3D打印機都是在制件的三維CAD模型的基礎上進行3D打印成形的。建立三維CAD模型有以下兩種方法。

    用于構造模型的CAD軟件應有較強的三維造形功能，即要求其具有較強的實體造形和表面造形功能，后者對構造復雜的自由曲面有重要作用。三維造形軟件種類很多，包括UG、Pro/Engineer、Solid Works、3DMAX、MAYA等，其中3DMAX、MAYA在藝術品和文物復制等領域應用較多。

    三維CAD軟件產生的輸出格式有多種，其中常見的有IGES、STEP、DXF、HPGL和STL等，STI。格式是3D打印機最常用的格式。

    用三維掃描儀對已有工件實物進行掃描，可得到一系列離散點云數據，再通過數據重構軟件處理這些點云，就能得到被掃描工件的三維模型，這個過程常稱為逆向工程或反求工程( Reverse Engineering)。常用的逆向工程軟件有多種，如Geomagics Studio、Image Ware和MIMICS等。