Trodimenzionalni prostor je geometrijski model svijeta u kojem živimo. Naziva se trodimenzionalnim jer njegov opis odgovara tri jedinična vektora koji imaju smjer po dužini, širini i visini. Percepcija trodimenzionalnog prostora razvija se u vrlo ranoj dobi i direktno je povezana s koordinacijom ljudskih pokreta. Dubina njegove percepcije zavisi od vizuelne sposobnosti svesti o okolnom svetu i sposobnosti da identifikuje tri dimenzije uz pomoć čula.
Prema analitičkoj geometriji, trodimenzionalni prostor u svakoj tački je opisan sa tri karakterizirajuće veličine, koje se nazivaju koordinate. Koordinatne ose, koje se nalaze okomite jedna na drugu, u tački preseka čine ishodište, koje ima vrednost nula. Položaj bilo koje tačke u prostoru određuje se u odnosu na tri koordinatne ose koje imaju različitu numeričku vrijednost u svakom datom intervalu. Trodimenzionalni prostor u svakoj pojedinačnoj tački određen je sa tri broja koji odgovaraju udaljenosti od referentne tačke na svakoj koordinatnoj osi do tačke preseka sadati avion. Postoje i koordinatne šeme kao što su sferni i cilindrični sistemi.
U linearnoj algebri, koncept trodimenzionalne dimenzije je opisan korištenjem koncepta linearne nezavisnosti. Fizički prostor je trodimenzionalan jer visina bilo kog objekta ni na koji način ne zavisi od njegove širine i dužine. Izraženo jezikom linearne algebre, prostor je trodimenzionalan jer se svaka pojedinačna tačka može definirati kombinacijom tri vektora koji su linearno nezavisni jedan od drugog. U ovoj formulaciji, koncept prostor-vreme ima četvorodimenzionalno značenje, jer položaj tačke u različitim vremenskim intervalima ne zavisi od njene lokacije u prostoru.
Neke osobine koje ima trodimenzionalni prostor kvalitativno se razlikuju od svojstava prostora koji se nalaze u drugoj dimenziji. Na primjer, čvor vezan na užetu nalazi se u prostoru manje dimenzije. Većina fizičkih zakona vezana je za trodimenzionalnu dimenziju prostora, na primjer, zakoni inverznih kvadrata. 3D prostor može sadržavati 2D, 1D i 0D prostore, dok se smatra dijelom 4D modela prostora.
Izotropija prostora je jedno od njegovih ključnih svojstava u klasičnoj mehanici. Prostor se naziva izotropnim jer kada se referentni okvir rotira za bilo koji proizvoljan ugao, nema promjena u rezultatima mjerenja. Zakon održanja momentaimpuls se zasniva na izotropnim svojstvima prostora. To znači da su u prostoru svi pravci jednaki i da ne postoji poseban pravac sa definicijom nezavisne ose simetrije. Izotropija ima ista fizička svojstva u svim mogućim smjerovima. Dakle, izotropni prostor je medij čija fizička svojstva ne zavise od smjera.
