Trodimenzionalni prostor je geometrijski model svijeta u kojem živimo. Naziva se trodimenzionalnim jer njegov opis odgovara trima jediničnim vektorima koji imaju smjer duljine, širine i visine. Percepcija trodimenzionalnog prostora razvija se u vrlo ranoj dobi i izravno je povezana s koordinacijom ljudskih pokreta. Dubina njegove percepcije ovisi o vizualnoj sposobnosti svjesnosti okolnog svijeta i sposobnosti prepoznavanja tri dimenzije uz pomoć osjetila.
Prema analitičkoj geometriji, trodimenzionalni prostor u svakoj točki opisan je s tri karakterizirajuće veličine, koje se nazivaju koordinate. Koordinatne osi, smještene okomito jedna na drugu, u točki presjeka čine ishodište, koje ima vrijednost nula. Položaj bilo koje točke u prostoru određuje se u odnosu na tri koordinatne osi koje imaju različitu brojčanu vrijednost u svakom zadanom intervalu. Trodimenzionalni prostor u svakoj pojedinoj točki određen je s tri broja koji odgovaraju udaljenosti od referentne točke na svakoj koordinatnoj osi do točke presjeka sdati avion. Postoje i koordinatne sheme kao što su sferni i cilindrični sustavi.
U linearnoj algebri, koncept trodimenzionalne dimenzije opisan je korištenjem koncepta linearne neovisnosti. Fizički prostor je trodimenzionalan jer visina bilo kojeg objekta ni na koji način ne ovisi o njegovoj širini i duljini. Izraženo jezikom linearne algebre, prostor je trodimenzionalan jer se svaka pojedinačna točka može definirati kombinacijom triju vektora koji su linearno neovisni jedan o drugom. U ovoj formulaciji, koncept prostor-vrijeme ima četverodimenzionalno značenje, jer položaj točke u različitim vremenskim intervalima ne ovisi o njenom položaju u prostoru.
Neka svojstva koja ima trodimenzionalni prostor kvalitativno se razlikuju od svojstava prostora koji su u drugoj dimenziji. Na primjer, čvor vezan na užetu nalazi se u prostoru manje dimenzije. Većina fizikalnih zakona povezana je s trodimenzionalnom dimenzijom prostora, na primjer, zakoni inverznih kvadrata. 3D prostor može sadržavati 2D, 1D i 0D prostore, dok se smatra dijelom 4D modela prostora.
Izotropija prostora jedno je od njegovih ključnih svojstava u klasičnoj mehanici. Prostor se naziva izotropnim jer kada se referentni okvir zakrene kroz bilo koji proizvoljan kut, nema promjena u rezultatima mjerenja. Zakon održanja momentazamah se temelji na izotropnim svojstvima prostora. To znači da su u prostoru svi pravci jednaki i da ne postoji poseban smjer s definicijom neovisne osi simetrije. Izotropija ima ista fizička svojstva u svim mogućim smjerovima. Dakle, izotropni prostor je medij čija fizička svojstva ne ovise o smjeru.
