长期以来二维(two-dimensional,2D)数据是几何形态学(geometric morphometrics)分析的最主要的数据类型,在推动几何形态学的发展过程中起到了奠基性的作用,并也解决了很多重大的科学问题,展示了几何形态学强大的科学计算能力与问题解决能力。但有些特殊的科学问题或者特殊的形态结构,无法通过二维数据完美解决,亟需大规模、大尺度三维(three-dimensional,3D)数据的支持,这对几何形态学的三维化发展提出需求。更重要的是,随着三维数据获取成本的日渐降低,大量三维数据涌现出来。因此,三维几何形态学应运而生。本文对三维几何形态学的原理及其应用进行了概述,重点探讨了三维几何形态学与二维几何形态学的异同点,并对前者的两个发展阶段(少量样本的形态模拟与准定量比较及大量样本的定量比较)进行了概述,评价了四维数据和有限元等方法的应用,指出了该方法在昆虫学领域的发展潜力,最后对该方法在样本量增加、硬件提升、数据分辨率提高、新算法的开发、分析结果的呈现及3D打印等方面的发展趋势进行了展望。