I materiali utilizzati per la stampa 3D dipendono dal tipo di stampante e dalla performance del prodotto finale. In ogni caso, le materie plastiche sono le più utilizzate. Esse possono essere o termoplastiche, per applicazioni funzionali, o termoindurenti, per applicazioni che richiedono un buon aspetto visivo. Alcuni esempi sono l’ABS, il PLA, il PET, il TPU e il nylon.
Tra i materiali metallici si trovano l’acciaio, l’oro e l’argento; questi ultimi utilizzati ad esempio per la creazione di gioielli.
Inoltre, anche il gesso e varie resine sono utilizzate da stampanti 3D.

Le applicazioni fondamentali della stampa 3D spaziano dalla prototipazione industriale di vario tipo, alla creazione di prodotti di artigianato, di collezionismo e di design.
Le stampanti 3D possono essere utilizzate anche in campo medico ed odontoiatrico per la realizzazione di organi, tessuti e placche.
Ampia applicazione di questa tecnologia si ha anche in campo artistico e museale. Infine, essa viene impiegata anche con sostanze commestibili, come cioccolato e zucchero, per creare decorazioni particolari.