.مدل سه بعدی کشت سلول روشی است که طی آن به سلول اجازه داده می شود تا در جهت های مختلف رشد کرده و با محیط اطراف خود در سه بعد ارتباط و بر همکنش داشته باشد. این مدل می تواند به صورت با داربست، بدون داربست و... باشد. در این مدل ها، سلولها ساختار کروی چند لایه تشکیل میدهند و اتصالات ایجاد شده سبب تعامل سلولها و سنتز مولکولهای پیامرسان میشوند. علاوه بر این، موفولوژی، متابولیسم سلولی، بیان ژن و انتقال پیام سلولها در این محیط سهبعدی شباهت بیشتری به سلولهای بافت اصلی دارند. مدل های سه بعدی، انتخاب بسیار مناسبی برای آنالیز داروهای جدید، اثر دارو بر تومور، بررسی تمایز سلولی، مهاجرت سلولها، فیزیولوژی سلول و بیان ژنها است.
استفاده از مدل های سه بعدی به دلیل شباهت فیزیولوژیکی و بهتر نشان دادن ویژگی های بافت درون تنی، رو به افزایش است. دلیل این شباهت فیزیولوژیکی در مدل سه بعدی این است که در این مدل همانند بافت بدن، سلول های مختلف به صورت چندلایه در یک ماتریکس خارج سلولی در ارتباط با یکدیگر هستند. به دلیل این تنوع سلولی در مدل سه بعدی، می توان دو یا تعداد بیشتری از سلول های متفاوت را به طور همزمان کشت داد و بررسی کرد. در نتیجه به دلیل شباهت با بافت بدن می توان در راستای پاسخدهی دارویی نیز از آن ها استفاده کرد.