三维激光切割机，能够在任意面上进行工作，无需人工调整角度，可以切割复杂曲面的三维立体工件。
　　三维激光切割机将三维切割技术、激光切割技术、机器人技术相结合，利用高精度激光器切割材料，高功率密度激光束聚焦在材料表面形成极小光点，使热量高度集中导致材料熔化/气化，从而造成切缝，利用工业机器人的灵活性移动工作面，实现激光三维切割。
　　三维激光切割机加工幅面大，可对不规则工件进行切割，能够根据具体要求，加工不同形状、结构、尺寸的工件，满足不同下游用户需求。三维激光切割机可以加工的材料包括不锈钢、碳钢、合金钢、铜、铝、铝合金、钛合金等，广泛应用在家电、汽车、医疗器械、仪器仪表、工业设备、船舶、航空航天等领域。例如在汽车工业中，三维激光切割机可用于方向盘、保险杠、车门、引擎盖、底盘等制造中。
　　三维激光切割机加工精度可达到微米级别，可切割复杂曲面，切缝小，能够提高工件精度；材料热影响区域小，工件变形几率小，产品质量高；可长时间连续工作，能够缩短工件制造时间、提高工作效率；基于编程工作，可调整激光切割头姿势，无需频繁更换模具；可加工材料范围宽，灵活性优，适用场景广；非接触式加工，设备寿命长。
　　2024年8月，我国工信部发布国家重点研发计划“增材制造与激光制造”重点专项2024年度项目申报指南，将复杂金属构件激光三维智能切割技术应用列入，提出研究复杂金属构件高效精密激光切割方法，研制三维五轴激光智能切割装备。
 　三维五轴激光切割机拥有五个运动自由度，是高端机床，具有高切割精度、高稳定性、高工作效率等优点。在海外市场中，三维五轴激光切割机生产商主要有意大利Prima、德国Trumpf、日本NTC、日本Mitsubishi等。在汽车工业迅猛发展背景下，我国市场对三维五轴激光切割机需求快速增长，推动我国三维五轴激光切割机研制能力不断增强。
　　在我国，三维五轴激光切割机生产企业主要有华工激光、大族激光、楚天激光、奔腾激光、金威刻等。例如华工激光旗下拥有AUTOBOT3015汽车热成形件三维五轴激光切割智能装备、SF系列三维五轴激光切割智能装备等产品；大族激光旗下拥有W系列热成型三维五轴激光切割机、工作台移动三维五轴激光切割机等产品。