Indenfor 3D-computergrafik er 3D-modellering eller 3-D-modellering processen at danne en matematisk repræsentation af et objekts tredimensionelle overflade via specialiseret software. Produktet kaldes en 3D-model. 3D-modellen kan vises som et todimensionelt billede via en proces kaldet 3D-rendering eller anvendt i et fysisk fænomens computersimulation. 3D-modellen kan også skabes via 3D-printningsenheder.
3D-modeller kan skabes automatisk eller manuelt.
3D-modelleringssoftware er en klasse af 3D-grafik software anvendt til at danne 3D-modeller. Individuelle programmer i denne klasse kaldes 3D-modelleringsapplikationer.