三维电子模型的获取是打印3D产品的前提和基础，模型数据来源于正向设计（三维造型软件参数化建模）或逆向设计（三维扫描仪等测量设备反求获取），在这个阶段需要保证准确地建立产品的三维电子模型，对于模型的建立过程和模型的各个细节都需要完整记录成专门的模型数据，并用各软件专门的格式存储。

三维建模软件的设计方法主要为实体建模和曲面建模，其中实体建模主要针对结构性的实体进行设计，一般适用工业设计和制造领域，曲面建模则更注重线条流畅性和曲面的复杂性，适用于艺术的创作。目前一般的设计软件都可以综合这两种方式建模，但各有所长，例如UG、Pro/E、Solidworks、Catia等侧重于实体建模，3Dmax、犀牛等软件擅长曲面建模。

逆向工程（reverse engineering，RE）又称反求工程，是将目标三维实体通过相关的数据采集转变为概念模型，并在此基础上进行后续创作的过程。逆向工程主要包括:采集数据、处理数据、重构曲面和三维建模。数据采集的主要方法包括:三坐标测量仪法、激光三角形法、投影光栅法、CT（computed tomography）扫描、核磁共振法（magnetic resonance imaging，MRI）等。CT扫描是通过逐层扫描物体来获取截面数据的，将CT扫描得到的DICOM数据导入Mimics、Geomagic、Imageware、Surfacer等软件中进行设计优化，最后根据所建模型的用途输出相应的格式文件。