Ein 3D-Film (3-D-Film, dreidimensionaler Film, korrekter stereoskopischer Film oder veraltet Raumfilm) ist ein Film, der dem Zuschauer durch stereoskopische Verfahren ein bewegtes Bild mit einem Tiefeneindruck für stereoskopisches Sehen vermittelt. 3D-Filme mit besonderen Spezialeffekten werden teilweise als 4D-Filme bezeichnet.
Die Aufnahme eines 3D-Films erfolgt mittels Stereokameras, die Wiedergabe mit Hilfe eines 3D-Displays, also die Darstellung durch einen Bildschirm oder durch eine Projektion. Das räumliche Sehen wird durch den Abstand der beiden Augen ermöglicht. Beim Film arbeitet man mit zwei Objektiven, die ebenfalls in einem Abstand auseinanderliegen, um so den stereoskopischen Effekt zu ermöglichen. Da die 3D-Kameratechnik aufwendig und beim Dreh unflexibel ist, geht man bei größeren Filmprojekten verstärkt zur nachträglichen Konvertierung der Bildinhalte über, die softwaregestützt ähnlich gute 3D-Ergebnisse liefert.
Wird dem Auge jeweils das richtige Bild zugeführt, entsteht ein räumlicher Eindruck. Durch einen größeren Abstand der Objektive kann der räumliche Effekt verstärkt werden, allerdings ordnet das menschliche Gehirn dann alles auch als kleiner ein.
Die erste Blütezeit der 3D-Filme war in den Jahren 1953 und 1954, als immer mehr Zuschauer den Kinos fernblieben und sich lieber das preiswerte Fernsehen ansahen. Filmproduzenten versuchten Zuschauer mit immer neuen Erfindungen ins Kino zurückzulocken. Da es über das Schwarz-Weiß-Fernsehen nicht möglich war, 3D-Filme zu zeigen, war der 3D-Film eine der Attraktionen, die nur im Kino angesehen werden konnten. Aus ähnlichen Gründen wurde die 3D-Technik nach 2008 wieder verstärkt lanciert.