所有3D打印机都是在制件的三维CAD模型的基础上进行3D打印成形的。建立三维CAD模型有以下两种方法。

    用于构造模型的CAD软件应有较强的三维造形功能，即要求其具有较强的实体造形和表面造形功能，后者对构造复杂的自由曲面有重要作用。三维造形软件种类很多，包括UG、Pro/Engineer、Solid Works、3DMAX、MAYA等，其中3DMAX、MAYA在艺术品和文物复制等领域应用较多。

    三维CAD软件产生的输出格式有多种，其中常见的有IGES、STEP、DXF、HPGL和STL等，STI。格式是3D打印机最常用的格式。

    用三维扫描仪对已有工件实物进行扫描，可得到一系列离散点云数据，再通过数据重构软件处理这些点云，就能得到被扫描工件的三维模型，这个过程常称为逆向工程或反求工程( Reverse Engineering)。常用的逆向工程软件有多种，如Geomagics Studio、Image Ware和MIMICS等。