Ο τρισδιάστατος χώρος είναι ένα γεωμετρικό μοντέλο του κόσμου στον οποίο ζούμε. Ονομάζεται τρισδιάστατο γιατί η περιγραφή του αντιστοιχεί σε τρία μοναδιαία διανύσματα που έχουν κατεύθυνση σε μήκος, πλάτος και ύψος. Η αντίληψη του τρισδιάστατου χώρου αναπτύσσεται σε πολύ μικρή ηλικία και σχετίζεται άμεσα με τον συντονισμό των ανθρώπινων κινήσεων. Το βάθος της αντίληψής του εξαρτάται από την οπτική ικανότητα της επίγνωσης του περιβάλλοντος κόσμου και την ικανότητα αναγνώρισης τριών διαστάσεων με τη βοήθεια των αισθήσεων.
Σύμφωνα με την αναλυτική γεωμετρία, ο τρισδιάστατος χώρος σε κάθε σημείο περιγράφεται από τρεις χαρακτηριστικές ποσότητες, που ονομάζονται συντεταγμένες. Οι άξονες συντεταγμένων, που βρίσκονται κάθετα μεταξύ τους, στο σημείο τομής σχηματίζουν την αρχή, η οποία έχει τιμή μηδέν. Η θέση οποιουδήποτε σημείου στο χώρο προσδιορίζεται σε σχέση με τρεις άξονες συντεταγμένων που έχουν διαφορετική αριθμητική τιμή σε κάθε δεδομένο διάστημα. Ο τρισδιάστατος χώρος σε κάθε μεμονωμένο σημείο καθορίζεται από τρεις αριθμούς που αντιστοιχούν στην απόσταση από το σημείο αναφοράς σε κάθε άξονα συντεταγμένων έως το σημείο τομής μεδεδομένο αεροπλάνο. Υπάρχουν επίσης σχήματα συντεταγμένων όπως σφαιρικά και κυλινδρικά συστήματα.
Στη γραμμική άλγεβρα, η έννοια της τρισδιάστατης διάστασης περιγράφεται χρησιμοποιώντας την έννοια της γραμμικής ανεξαρτησίας. Ο φυσικός χώρος είναι τρισδιάστατος γιατί το ύψος οποιουδήποτε αντικειμένου δεν εξαρτάται σε καμία περίπτωση από το πλάτος και το μήκος του. Εκφρασμένο στη γλώσσα της γραμμικής άλγεβρας, ο χώρος είναι τρισδιάστατος επειδή κάθε μεμονωμένο σημείο μπορεί να οριστεί από έναν συνδυασμό τριών διανυσμάτων που είναι γραμμικά ανεξάρτητα μεταξύ τους. Σε αυτή τη διατύπωση, η έννοια του χωροχρόνου έχει μια τετραδιάστατη σημασία, επειδή η θέση ενός σημείου σε διαφορετικά χρονικά διαστήματα δεν εξαρτάται από τη θέση του στο χώρο.
Ορισμένες ιδιότητες που έχει ένας τρισδιάστατος χώρος διαφέρουν ποιοτικά από τις ιδιότητες των χώρων που βρίσκονται σε διαφορετική διάσταση. Για παράδειγμα, ένας κόμπος δεμένος σε ένα σχοινί βρίσκεται σε χώρο μικρότερης διάστασης. Οι περισσότεροι από τους φυσικούς νόμους σχετίζονται με την τρισδιάστατη διάσταση του χώρου, για παράδειγμα, οι νόμοι των αντίστροφων τετραγώνων. Ο τρισδιάστατος χώρος μπορεί να περιέχει 2D, 1D και 0D χώρους, ενώ θεωρείται μέρος του μοντέλου 4D χώρου.
Η ισοτροπία του χώρου είναι μία από τις βασικές του ιδιότητες στην κλασική μηχανική. Ο χώρος ονομάζεται ισότροπος γιατί όταν το πλαίσιο αναφοράς περιστρέφεται σε οποιαδήποτε αυθαίρετη γωνία, δεν υπάρχουν αλλαγές στα αποτελέσματα της μέτρησης. Νόμος διατήρησης της ροπήςη ορμή βασίζεται στις ισοτροπικές ιδιότητες του χώρου. Αυτό σημαίνει ότι στον χώρο όλες οι κατευθύνσεις είναι ίσες και δεν υπάρχει χωριστή διεύθυνση με τον ορισμό ενός ανεξάρτητου άξονα συμμετρίας. Η ισοτροπία έχει τις ίδιες φυσικές ιδιότητες προς όλες τις πιθανές κατευθύνσεις. Έτσι, ένας ισότροπος χώρος είναι ένα μέσο του οποίου οι φυσικές ιδιότητες δεν εξαρτώνται από την κατεύθυνση.
