3D激光打標機的出現是激光打標領域的一大飛躍。被加工物體的表面形狀不再局限于類平面的平面，而是可以擴展到三維表面，從而實現三維曲面物體的高效激光圖形打標和表面微結構制造。與傳統的2D激光打標機相比，3D激光打標機具有以下優勢:
第一，范圍更廣，光效更精細。
3D打標可分為前聚焦和后聚焦。采用前對焦方式時，主要目的是為了實現更大的打標范圍。一般采用較大的X、Y軸偏轉透鏡，可以允許入射激光光斑更大，得到更小的聚焦光斑，能量密度更高；從而滿足更大區域的標準要求。
2.可變焦距，實現立體打標。
因為3D標記可以快速改變激光焦距和激光束位置，所以可以標記過去2D無法實現的曲面。使用3D打標后，光投影范圍內的柱面打標可以一次性完成，大大提高了加工效率。此外，工業產品的許多部件的表面形狀不僅僅是平面，因此2D標記確實無能為力。這時候3D打標更容易實現。
第三，更適合深雕。
傳統的2D標記在物體表面的深度雕刻中存在固有的缺陷。隨著雕刻過程中激光焦點上移，作用于物體實際表面的激光能量會急劇下降，嚴重影響深雕的效果和效率。
深度雕刻的 3D打標不存在這個問題，既保證了效果，又提高了效率。

三維激光打標機提高了激光打標加工的技術應用范圍，拓展了曲面打標的需求。