1839年，英國(guó)科學(xué)家查理-惠斯頓爵士根據(jù)“人類兩只眼睛的成像是不同的”發(fā)明了一種立體眼鏡，讓人們的左眼和右眼在看同樣圖像時(shí)產(chǎn)生不同效果，這就是今天3D眼鏡的原理。

    19世紀(jì)末，英國(guó)威廉姆-弗萊斯-格林發(fā)明了世界上第一套放映和觀看3D電影的裝置，但因繁雜缺乏實(shí)用推廣性，所以并沒有戲院采用。

    1900年，弗雷德里克-尤金-艾維斯發(fā)明了模仿人眼原理的立體攝像機(jī)。

    1915年6月10日，埃德溫-波特和威廉-瓦德爾在紐約阿斯特戲院試驗(yàn)他們的紅綠立體電影，放映了包括田園風(fēng)光在內(nèi)的多段測(cè)試片段，現(xiàn)場(chǎng)僅一位觀眾。

    1922年9月27日，哈利-費(fèi)爾奧和攝像師羅伯特-艾爾德制作世界上第一部3D電影《愛的力量》，采用了紅綠立體電影模式，在洛杉磯大使飯店戲院放映的，同樣只有一名觀眾，院線沒人愿買。

    20年代末30年代初，法國(guó)路易斯-盧米埃爾把他1895年的《火車進(jìn)站》制作成了3D電影。

    1936年，雅各布-萊溫賽爾和約翰-諾林為米高梅公司拍攝了短片《Audioscopiks》系列，入場(chǎng)觀眾都被發(fā)了一副紅綠眼鏡，效果在當(dāng)時(shí)極其震撼，該片獲得了當(dāng)年奧斯卡最佳短片獎(jiǎng)的提名。

    1936年，拍立得公司創(chuàng)始人埃德溫-赫伯特-蘭德發(fā)明了偏光膜技術(shù)，這種技術(shù)可以讓光線振動(dòng)方式發(fā)生改變。埃德溫發(fā)明偏光膜的初衷是想用它來避免汽車頭燈過于刺眼，但這種技術(shù)后來卻對(duì)3D電影的發(fā)展起到了深遠(yuǎn)影響。

    1941年，米高梅拍攝了《第三維度的兇手》，把弗蘭肯斯坦的故事放到了3D電影當(dāng)中，這也是當(dāng)時(shí)為數(shù)不多的3D故事片之一。

    1951年，環(huán)球公司推出最有名的3D恐怖片《黑湖妖譚》，該片也是至今為止惟一一部有續(xù)集的3D電影。新版《黑湖妖譚》計(jì)劃在2011年上映。

    1952年，第一部彩色3D電影《博瓦納的魔鬼》大大提升了3D電影的娛樂效果。講述非洲探險(xiǎn)的《非洲歷險(xiǎn)記》被認(rèn)定為是史上第一部真正的3D長(zhǎng)片。

    1953年，哥倫比亞推出《黑暗中的人》，華納公司推出《蠟像館》，這兩部影片都取得巨大的票房成功，同時(shí)具有劃時(shí)代意義，尤其是后者還首次采用了立體聲，使得觀眾視覺、聽覺上同時(shí)身臨其境。此后，迪士尼、環(huán)球、20世紀(jì)福克斯都加入了3D商業(yè)電影這股洪流，迪士尼還把這種電影帶進(jìn)了迪士尼樂園，展現(xiàn)了3D技術(shù)在娛樂業(yè)中的其他應(yīng)用前景。

    1953年，環(huán)球公司出品、杰克阿諾德執(zhí)導(dǎo)的科幻片《來自宇宙的危險(xiǎn)》講述了一艘外太空宇宙飛船在亞利桑那州沙漠著陸后發(fā)生的故事。

    希區(qū)柯克在1954年拍攝了3D版的《電話謀殺案》，成為了當(dāng)時(shí)3D片中為數(shù)不多的精品。此后一兩年，3D電影產(chǎn)量增多，質(zhì)量良莠不齊。1955年，隨著《怪物復(fù)仇記》的上映，短暫的“3D黃金期”結(jié)束了。

    70年代后，環(huán)幕電影、球幕電影、IMAX巨幕電影紛紛誕生，3D電影技術(shù)有了長(zhǎng)足發(fā)展，以前的3D電影需要兩臺(tái)放映機(jī)同步把畫面投射到兩邊的銀幕上，稍差一點(diǎn)都會(huì)嚴(yán)重影響觀看效果，但隨著阿蘭-西里芬特和克里斯-戈登發(fā)明的“Stereovision”專利技術(shù)出現(xiàn)，這一難題得到了解決。這種技術(shù)可以把左右兩只眼睛看到的畫面交替地印在一套普通35毫米電影膠片上，放映機(jī)以48幀/秒(通常速度的兩倍)的速度放映，放映鏡頭前加上一個(gè)周期轉(zhuǎn)動(dòng)的遮光板，于是兩套畫面交替出現(xiàn)，不過由于視覺延時(shí)觀眾并不會(huì)察覺。

    第一部使用“Stereovision”技術(shù)制作的3D影片是一部色情片《空姐》，該片以10萬(wàn)美元成本賺取2700萬(wàn)票房(相當(dāng)于現(xiàn)在的一億多美元)，令人詫異的成為電影史上最賣座的3D電影，在它的帶動(dòng)下，整個(gè)70年代的3D電影多半是些成人和恐怖片，甚至還有把兩者結(jié)合在一起的。

    進(jìn)入八十年代后，3D電影的題材開始變得豐富，故事片、紀(jì)錄片、恐怖片、動(dòng)作片紛紛以3D為賣點(diǎn)，其中比較有代表性的是1981年的西部片《槍哈特》，影片中的拔槍、射子彈、飛刀等撲面而來的鏡頭讓很多觀眾驚出了一身冷汗。

    整個(gè)80年代早中期誕生了大量的3D電影，如《13號(hào)星期五》(1982)、《鬼哭神嚎》(1983)、《大白鯊3D》(1983)等，但有很多藝術(shù)水準(zhǔn)不高、3D技術(shù)的局限性依然很大，很快在新鮮感散去后，3D電影再次被觀眾打入冷宮，以至于很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)人們只能在一些游樂場(chǎng)所看到這樣的電影了。

    1982年，迪士尼拍攝了16分鐘短片《魔法之旅》，通過CG與真人表演的混合，打造出了在當(dāng)時(shí)令人驚訝的3D效果。

    1985年，《魔晶戰(zhàn)士》成為世界首部3D動(dòng)畫長(zhǎng)片。

    1996年，詹姆斯-卡梅隆為《終結(jié)者2》制作過一支迷你的3D電影續(xù)集，不過這部短片是為環(huán)球影城制作的，一般觀眾不大有機(jī)會(huì)看到。 他預(yù)測(cè)，2009年是3D電影元年，立體電影時(shí)代即將到來。

    2003年，詹姆斯-卡梅隆試水拍攝了3D紀(jì)錄片《深淵幽靈》，在拍攝這部影片時(shí)，卡梅隆創(chuàng)造了一種能有效降低視覺疲勞的3D拍攝方式，這套系統(tǒng)后來還用在了他2005年IMAX 3D紀(jì)錄片《深海異形》中。《特工小子3》和《鯊魚男孩和巖漿女孩》也用到了這一技術(shù)。

    2004年感恩節(jié)，華納公司的動(dòng)畫大片《極地快車》同步推出了IMAX 3D版，影片在全球80多家IMAX影院總共取得了近6000萬(wàn)美元的票房，創(chuàng)造了IMAX商業(yè)放映的紀(jì)錄，其北美票房收入有25%都來自于IMAX 3D，3D電影的魅力由此可見一斑。

    2005年美國(guó)Showest展會(huì)上，眾多電影人和院線經(jīng)理為數(shù)字電影搖旗吶喊，稱其是繼有聲電影、彩色電影之后的第三次電影技術(shù)革命，同時(shí)他們樂觀的預(yù)計(jì)數(shù)字化的3D電影將是未來電影業(yè)的主流。好萊塢幾大巨頭詹姆斯-卡梅隆、斯皮爾伯格、杰弗瑞-卡森伯格都是數(shù)字3D電影的擁躉。

    2005年11月，電影史上第一部數(shù)字3D電影、迪士尼動(dòng)畫片《四眼天雞》上映，這部影片采用的是杜比的普通2D轉(zhuǎn)制成3D的技術(shù)，為此杜比公司還特別在100家選定影院安裝了帶有3D電影放映功能的杜比數(shù)字影院系統(tǒng)。《四眼天雞》3D版的票房異常火爆，其單廳票房比普通版本高出近4倍，嘗到了甜頭的好萊塢在其后幾年大量推出這種轉(zhuǎn)制而成的數(shù)字3D電影，其中大部分都是動(dòng)畫片，如《怪獸屋》、《別惹螞蟻》、《拜訪羅賓遜一家》、《圣誕夜驚魂3D》等。

    2009年12月18日，《阿凡達(dá)》上映。