3D-tulostusfilamentit ovat kestomuovimateriaaleja, joita 3D-tulostimet käyttävät fyysisten esineiden luomiseen kerros kerrokselta pinnoittamalla. Nämä filamentit toimitetaan keloina ja niitä on saatavana eri halkaisijaltaan eri tulostinmalleihin ja tulostustarkkuusvaatimuksiin sopivaksi. 3D-tulostusfilamenttien ensisijainen tehtävä on toimia "musteena" 3D-tulostimille, jolloin harrastajat, ammattilaiset ja kouluttajat voivat muuttaa digitaaliset mallit konkreettisiksi esineiksi. Ne ovat välttämättömiä prototyyppien, koulutusmallien, askartelutarvikkeiden ja toiminnallisten osien valmistuksessa monenlaisiin sovelluksiin.
3D-tulostusfilamenttien pääasialliset käyttötarkoitukset kattavat eri toimialoja, mukaan lukien, mutta ei rajoittuen, prototyyppien ja valmistuksen , lääketieteellinen ja arkkitehtoninen mallinnus. Niillä on ominaisuuksia, kuten kestävyys, joustavuus ja lämmönkestävyys, jotka vaihtelevat filamentin tyypin mukaan. Esimerkiksi PLA (polylactic Acid) -filamentit ovat biohajoavia ja niitä käytetään yleisesti matalan lämpötilan sovelluksissa, kun taas ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) -filamentit tarjoavat korkeamman lujuuden ja lämmönkestävyyden, mikä sopii vaativampiin tehtäviin. Merkittäviä 3D-tulostusfilamenttien valmistajia ovat Hatchbox, eSUN ja MatterHackers.