三维编织技术是二维编织技术的扩展，在三维编织时纱线通过位置转换实现相互旋转或正交交织形成具有整体结构的织物。三维编织织物的一个独有特征是能够在复合材料的厚度方向提供增强作用，同时还具有制造许多复杂形状制件的可成型性，从实心棒到1形梁到厚壁火箭喷管。

三维编织使用的都是传统的Maypole机器，生产实心、圆形或方形横截面的绳或包装带，携纱器的运动由角齿轮以严格的方式限定。最近，Albany推出了角齿轮式的三维圆形编织机，其改进之处在于携纱器的运动不再通过整个厚度方向，20世纪60年代后期，在航空用多向增强复合材料的研究中人们开发了不使用角齿轮的三维编织工艺，包括阵列法和二步法工艺。轴向纱可根据试件需要决定用或不用，它直接从位于轨道盘下面的卷装上引入编织结构中。编织纱由轨道盘内运动的携纱器上固定的线轴引出。