เส้นใยการพิมพ์ 3 มิติเป็นวัสดุเทอร์โมพลาสติกที่ใช้โดยเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างวัตถุทางกายภาพผ่านกระบวนการสะสมทีละชั้น เส้นใยเหล่านี้มาในแกนม้วนและมีจำหน่ายในเส้นผ่านศูนย์กลางต่างๆ เพื่อรองรับเครื่องพิมพ์รุ่นต่างๆ และข้อกำหนดด้านความแม่นยำในการพิมพ์ หน้าที่หลักของเส้นใยการพิมพ์ 3 มิติคือการทำหน้าที่เป็น "หมึก" สำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ช่วยให้ผู้ที่เป็นงานอดิเรก มืออาชีพ และนักการศึกษาสามารถเปลี่ยนการออกแบบดิจิทัลให้เป็นสิ่งของที่จับต้องได้ สิ่งเหล่านี้จำเป็นสำหรับการผลิตต้นแบบ แบบจำลองทางการศึกษา สินค้างานฝีมือ และชิ้นส่วนสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
การใช้งานหลักของเส้นใยการพิมพ์ 3 มิติครอบคลุมในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียงการสร้างต้นแบบ การผลิต การสร้างแบบจำลองทางการแพทย์และสถาปัตยกรรม ซึ่งแสดงคุณลักษณะต่างๆ เช่น ความทนทาน ความยืดหยุ่น และความต้านทานความร้อน ซึ่งจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของเส้นใย ตัวอย่างเช่น เส้นใย PLA (Polylactic Acid) สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพและมักใช้สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำ ในขณะที่เส้นใย ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) มีความแข็งแรงและทนความร้อนสูงกว่า เหมาะสำหรับงานที่มีความต้องการมากขึ้น ผู้ผลิตเส้นใยการพิมพ์ 3 มิติที่มีชื่อเสียง ได้แก่ Hatchbox, eSUN และ MatterHackers