اختراع الطباعة الثلاثية الأبعاد فتح فصلا جديدا في مجال البحث الطبي والتكنولوجيا الحيوية، وسيتم استخدام هذه التقنية للبحث عن علاج لعدة أمراض وأيضا لطباعة الأدوية الفريدة والنادرة.
 وتقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد تتمثل في عمل تصميم افتراضي للجزء أو المنتج المراد تصنيعه، ويتم إنشاء التصميم الافتراضي بواسطة برامج التصميم باستعمال الحاسوب (CAD)، وذلك بتكوين نموذج رقمي للمجسم الثلاثي الأبعاد في حال تصميم منتج جديد، أو باستعمال ماسح ثلاثي الأبعاد في حال المنتج الموجود فعلا، والماسح الثلاثي الأبعاد هو جهاز يقوم بعمل نسخة رقمية ثلاثية الأبعاد للمجسم الموجود. وحديثا بدأت الشركات الكبرى لتكنولوجيا المعلومات مثل ميكروسوفت وجوجول بتعزيز أجهزتها بإمكانيات الماسح الثلاثي الأبعاد، مما يوحي بأن الأجيال القادمة من أجهزة الاتصال الشخصية النقالة ستحمل هذه التكنولوجيا، وقريبا ستصبح عملية تحويل مجسم إلى نموذج رقمي ثلاثي الأبعاد بنفس سهولة أخذ صورة ضوئية بالهاتف المحمول.
بعد تخزين النموذج الثلاثي الأبعاد في ملف رقمي، تأتي الخطوة الثانية وهي تجهيز الملف الرقمي لعملية الطباعة. في هذه الخطوة يقوم برنامج النمذجة الثلاثية الأبعاد بتقطيع النموذج إلى مئات أو آلاف الشرائح المقطعية الأفقية. أما الخطوة الثالثة فتتمثل في تحميل الملف الرقمي للنموذج المُقَطَّع إلى شرائح على طابعة ثلاثية الأبعاد لتصبح جاهزة لبدء عملية بناء الجزء المطلوب بوضع طبقات تراكمية، طبقة تلو الأخرى.
وفي مجال الطب، توصل فريق من الباحثين إلى تحقيق انجاز علمي بالاستعانة بالطباعة الثلاثية الأبعاد لاستخدام الخلايا الجذعية من أجل تكوين أنسجة شبه حية، ومن ثم تصنيع أعضاء متوافقة تماما مع أي مريض. وهذا بدوره سيفسح المجال لإمكانية تخليق عينات من الأنسجة بغية استعمالها في التجارب دون الحاجة لاستعمال حيوانات التجارب.
 كما أن الطابعة الثلاثية الأبعاد تتيح حرية منقطعة النظير في تصميم وانتاج أجزاء خفيفة الوزن وغاية في التعقيد في مجال زراعة واعادة بناء الأسنان، والأحذية الطبية المتوافقة مع طبيعة القدم، والأطراف الصناعية، والمفاصل وغيرها الكثير.
وسيتم استخدام الطباعة الثلاثية الأبعاد في تصنيع الأدوية الفريدة والنادرة. كما ستسهم هذه الطباعة الثلاثية الأبعاد في طباعة الأنسجة الحية. ومن المتوقع أن يشهد العالم في السنوات القادمة قلبا صناعيا يعمل بشكل صحيح دون رفض الجسم له. ويحاول العلماء تطوير هذا القلب الصناعي من خلال الطباعة الثلاثية الأبعاد وباستخدام خلايا الجسم البشري.
وفي الآونة الأخيرة، قام الباحثون في مجال الطب باستخدام الطباعة الثلاثية الأبعاد في علاج تهتك الأعصاب الناتج عن اصابات الحوادث، وذلك بتصنيع قنوات التوجيه العصبية، وهي عبارة عن اسطوانات مصنوعة من مواد حيوية متوافقة لتحفيز العصب على النمو.