Ruang tiga dimensi adalah model geometris dunia tempat kita hidup. Disebut tiga dimensi karena deskripsinya sesuai dengan tiga vektor satuan yang memiliki arah panjang, lebar dan tinggi. Persepsi ruang tiga dimensi berkembang pada usia yang sangat dini dan berhubungan langsung dengan koordinasi gerakan manusia. Kedalaman persepsinya tergantung pada kemampuan visual kesadaran dunia sekitarnya dan kemampuan untuk mengidentifikasi tiga dimensi dengan bantuan indra.
Menurut geometri analitik, ruang tiga dimensi di setiap titik dijelaskan oleh tiga besaran yang dikarakterisasi, yang disebut koordinat. Sumbu koordinat yang terletak tegak lurus satu sama lain pada titik potong membentuk titik asal yang bernilai nol. Posisi setiap titik dalam ruang ditentukan relatif terhadap tiga sumbu koordinat yang memiliki nilai numerik yang berbeda pada setiap interval yang diberikan. Ruang tiga dimensi pada setiap titik individu ditentukan oleh tiga angka yang sesuai dengan jarak dari titik acuan pada setiap sumbu koordinat ke titik perpotongan dengandiberikan pesawat. Ada juga skema koordinat seperti sistem bola dan silinder.
Dalam aljabar linier, konsep dimensi tiga dimensi dijelaskan menggunakan konsep independensi linier. Ruang fisik adalah tiga dimensi karena ketinggian benda apa pun tidak bergantung pada lebar dan panjangnya. Dinyatakan dalam bahasa aljabar linier, ruang adalah tiga dimensi karena setiap titik individu dapat didefinisikan oleh kombinasi tiga vektor yang bebas linier satu sama lain. Dalam rumusan ini, konsep ruang-waktu memiliki makna empat dimensi, karena posisi suatu titik pada selang waktu yang berbeda tidak bergantung pada letaknya dalam ruang.
Beberapa properti yang dimiliki oleh ruang tiga dimensi secara kualitatif berbeda dengan properti ruang yang berada dalam dimensi yang berbeda. Misalnya, simpul yang diikat pada tali terletak di ruang dengan dimensi yang lebih kecil. Sebagian besar hukum fisika terkait dengan dimensi ruang tiga dimensi, misalnya, hukum kuadrat terbalik. Ruang 3D dapat berisi ruang 2D, 1D, dan 0D, sementara itu dianggap sebagai bagian dari model ruang 4D.
Isotropi ruang adalah salah satu sifat kuncinya dalam mekanika klasik. Ruang disebut isotropik karena bila kerangka acuan diputar melalui sembarang sudut sembarang, tidak ada perubahan hasil pengukuran. Hukum kekekalan momenmomentum didasarkan pada sifat isotropik ruang. Ini berarti bahwa di ruang angkasa semua arah adalah sama dan tidak ada arah yang terpisah dengan definisi sumbu simetri independen. Isotropi memiliki sifat fisik yang sama di semua arah yang mungkin. Jadi, ruang isotropik adalah medium yang sifat fisikanya tidak bergantung pada arah.
