L'espai tridimensional és un model geomètric del món en què vivim. S'anomena tridimensional perquè la seva descripció correspon a tres vectors unitaris que tenen una direcció en longitud, amplada i alçada. La percepció de l'espai tridimensional es desenvolupa a una edat molt primerenca i està directament relacionada amb la coordinació dels moviments humans. La profunditat de la seva percepció depèn de la capacitat visual de consciència del món circumdant i de la capacitat d'identificar les tres dimensions amb l'ajuda dels sentits.
Segons la geometria analítica, l'espai tridimensional en cada punt es descriu per tres magnituds caracteritzadores, anomenades coordenades. Els eixos de coordenades, situats perpendicularment entre si, en el punt d'intersecció formen l'origen, que té un valor zero. La posició de qualsevol punt de l'espai es determina en relació a tres eixos de coordenades que tenen un valor numèric diferent a cada interval donat. L'espai tridimensional de cada punt individual està determinat per tres nombres corresponents a la distància des del punt de referència de cada eix de coordenades fins al punt d'intersecció ambavió donat. També hi ha esquemes de coordenades com ara sistemes esfèrics i cilíndrics.
A l'àlgebra lineal, el concepte de dimensió tridimensional es descriu utilitzant el concepte d'independència lineal. L'espai físic és tridimensional perquè l'alçada de qualsevol objecte no depèn de cap manera de la seva amplada i llargada. Expressat en el llenguatge de l'àlgebra lineal, l'espai és tridimensional perquè cada punt individual es pot definir mitjançant una combinació de tres vectors que són linealment independents entre si. En aquesta formulació, el concepte d'espai-temps té un significat de quatre dimensions, perquè la posició d'un punt en diferents intervals de temps no depèn de la seva ubicació a l'espai.
Algunes propietats que té un espai tridimensional són qualitativament diferents de les propietats dels espais que es troben en una dimensió diferent. Per exemple, un nus lligat a una corda es troba en un espai de menor dimensió. La majoria de les lleis físiques estan relacionades amb la dimensió tridimensional de l'espai, per exemple, les lleis dels quadrats inversos. L'espai 3D pot contenir espais 2D, 1D i 0D, mentre que es considera part del model espacial 4D.
La isotropia de l'espai és una de les seves propietats clau en la mecànica clàssica. L'espai s'anomena isòtrop perquè quan el marc de referència es gira per qualsevol angle arbitrari, no hi ha canvis en els resultats de la mesura. Llei de conservació del momentEl moment es basa en les propietats isòtropes de l'espai. Això vol dir que a l'espai totes les direccions són iguals i no hi ha cap direcció separada amb la definició d'un eix de simetria independent. La isotropia té les mateixes propietats físiques en totes les direccions possibles. Per tant, un espai isòtrop és un medi les propietats físiques del qual no depenen de la direcció.
