使用普通打印机就像打印一张照片，按下计算机屏幕上的【打印】按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一幅二维照片。而使用3D打印机打印时，在计算机中通过CAD辅助设计软件制作一个3D模型，然后对其进行切片分析，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型，如图所示。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。

这种堆叠薄层的形式多种多样，有些3D打印机使用“喷墨”的方式。例如，一家名为Objet的以色列3D打印机公司使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上，此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离，以供下一层堆叠上来。另外一家总部位于美国明尼阿波利斯市的公司Stratasys使用一种叫做“熔积成型”的技术，整个流程是在喷头内熔化塑料，然后通过沉积塑料纤维的方式形成薄层，容积成型技术适合那种太浪费支撑材料的打印工作，如图所示为使用沉积成型技术打印的模型。

还有一些系统使用粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层，然后由喷出的液态粘合剂进行固化。它也可以使用一种叫做“激光烧结”的技术熔铸成指定形状。这也正是德国EOS公司在其叠加工艺制造机上使用的技术。而瑞士的Arcam公司则是利用真空中的电子流熔化粉末微粒。以上提到的仅仅是许多成型方式中的一部分。

当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时，介质中需要加入凝胶剂或其他物质，以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸，最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。如今可用于打印的介质种类多样，包括种类繁多的塑料、金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。如下左图所示为一个用尼龙材料打印出来的玩具成品。(www.daowen.com)

科学家们正在利用3D打印机制造皮肤、肌肉和血管等简单的活体组织，很有可能将来有一天我们能够制造出像肾脏、肝脏甚至心脏这样的大型人体器官。如果生物打印机能够使用病人自身的干细胞，那么器官移植后的排异反应将会减少。如下右图所示为科学家打印出来的人造耳朵器官。

人们也可以利用3D打印技术打印食品，例如康奈尔大学的科学家们已经成功打印出了一个蛋糕。几乎所有人都相信，食品界的杀手级应用将是能够打印食物的机器，如图所示为用3D打印机打印的砂糖模型。