Không gian ba chiều là một mô hình hình học của thế giới mà chúng ta đang sống. Nó được gọi là ba chiều vì mô tả của nó tương ứng với ba vectơ đơn vị có hướng theo chiều dài, chiều rộng và chiều cao. Nhận thức về không gian ba chiều phát triển từ rất sớm và liên quan trực tiếp đến sự phối hợp các chuyển động của con người. Chiều sâu nhận thức của anh ta phụ thuộc vào khả năng thị giác nhận thức thế giới xung quanh và khả năng xác định ba chiều với sự trợ giúp của các giác quan.
Theo hình học giải tích, không gian ba chiều tại mỗi điểm được mô tả bằng ba đại lượng đặc trưng, gọi là tọa độ. Các trục tọa độ, nằm vuông góc với nhau, tại giao điểm tạo thành gốc, có giá trị bằng không. Vị trí của một điểm bất kỳ trong không gian được xác định tương ứng với ba trục tọa độ có giá trị số khác nhau tại mỗi khoảng nhất định. Không gian ba chiều tại mỗi điểm riêng biệt được xác định bởi ba số tương ứng với khoảng cách từ điểm tham chiếu trên mỗi trục tọa độ đến giao điểm vớimặt phẳng đã cho. Ngoài ra còn có các lược đồ tọa độ như hệ thống hình cầu và hình trụ.
Trong đại số tuyến tính, khái niệm về một chiều ba chiều được mô tả bằng cách sử dụng khái niệm độc lập tuyến tính. Không gian vật lý là không gian ba chiều vì chiều cao của bất kỳ vật thể nào không phụ thuộc vào chiều rộng và chiều dài của nó. Được diễn đạt bằng ngôn ngữ của đại số tuyến tính, không gian là ba chiều vì mỗi điểm riêng lẻ có thể được xác định bởi sự kết hợp của ba vectơ độc lập tuyến tính với nhau. Trong công thức này, khái niệm không-thời gian có ý nghĩa bốn chiều, bởi vì vị trí của một điểm tại các khoảng thời gian khác nhau không phụ thuộc vào vị trí của nó trong không gian.
Một số thuộc tính của không gian ba chiều có chất lượng khác với các thuộc tính của không gian ở một chiều khác. Ví dụ, một nút thắt trên một sợi dây nằm trong không gian có ít chiều hơn. Hầu hết các định luật vật lý đều liên quan đến kích thước ba chiều của không gian, ví dụ, các định luật về bình phương nghịch đảo. Không gian 3D có thể chứa không gian 2D, 1D và 0D, trong khi nó được coi là một phần của mô hình không gian 4D.
Tính đẳng hướng của không gian là một trong những tính chất quan trọng của nó trong cơ học cổ điển. Không gian được gọi là đẳng hướng vì khi quay hệ quy chiếu qua một góc tùy ý thì kết quả đo không có sự thay đổi nào. Định luật bảo toàn mômenđộng lượng dựa trên tính chất đẳng hướng của không gian. Điều này có nghĩa là trong không gian tất cả các hướng đều bằng nhau và không có hướng riêng biệt với định nghĩa của một trục đối xứng độc lập. Tính đẳng hướng có cùng tính chất vật lý theo mọi hướng có thể. Do đó, một không gian đẳng hướng là một môi trường mà các đặc tính vật lý của nó không phụ thuộc vào hướng.
