Nosso cérebro percebe imagens 3D através da visão binocular, compilando duas imagens de cada olho, um fenômeno conhecido como estereopsia. As imagens percebidas por nossos globos oculares estão a aproximadamente 7,5 cm de distância, portanto algumas câmeras 3D são projetadas com lentes duplas com cerca de 7,5 cm de separação. Os óculos 3D criam um efeito de obturador, alternando as imagens vistas por cada olho, similar a como nosso cérebro processa essa informação.
Em certos tipos de fotos, particularmente close-ups, as câmeras 3D devem ser colocadas extremamente próximas uma da outra, caso em que rigs de espelho são usados. Rigs de espelho são duas câmeras que operam a partir da mesma lente, mas dividem a imagem dentro da câmera usando pequenos espelhos.
Dos mesmos ângulos e velocidades, é extremamente difícil ou impossível capturar uma imagem com percepção 3D perfeita. Cineastas e diretores escrevem roteiros e dirigem filmes com enquadramentos que triangulam distâncias geométricas amigáveis a câmeras 3D, que eles sabem que ficarão bem na tela 3D. Um planejamento cuidadoso de enquadramentos é certamente útil em todos os tipos de imagens 3D.
Software de imagem digital usa algoritmos geométricos avançados para combinar imagens na relação correta para criar uma imagem 3D. Software avançado e suas capacidades são uma grande parte de filmes 3D, e devido à dependência do 3D em software, a maioria das câmeras 3D são digitais.
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