每个3D模型都具有独特的几何形状，而每一种3D格式文件都支持支持并识别这些几何模型，否则它们将不被视为3D文件格式。3D模型又根据四种不同的编码存储在文件中，每一种都具有相应的优点和缺点。

1、单元表达法(Cell Representation)

单元表达法起源于分析(如有限元分析)软件，在这些软件中，要求将表面离散成单元。典型的单元有三角形、正方形或多边形，在快速成型技术中采用的三角形近似(将三维模型转化成 STL格式文件)，就是一种单元表达法在三维面的应用形式。

通过利用Cell Representation，用户可以设计出更为细腻的模型。但不可避免的是，随着“细分”的增加，所需丹元数量就越多，文件存储所占用的空间也一同增加。

2、参数表达法(Parameter Representation)

对于自由曲面，难于用传统的几何基元来进行描述，可用参数表达法。这些方法借助参数化样条、贝塞尔b(ezier)曲线和 B样条来描述自由曲面，它的每一个 X、Y、Z坐标都呈参数化形式。各种参数表达格式的差别仅在于对曲线的控制水平，即局部修改曲线而不影响临近部分的能力，以及建立几何体模型的能力。其中较好的一种是非一致有理 B样条法，它能表达复杂的自由曲面，允许局部修改曲率，能准确地描述几何基元。

为了综合以上方法的优点，目前，许多CAD系统常采用 CSG、Brep和参数表达法的组合表达法。

3、构造型立体几何表达法(Constructive Solid Geometry，简称CSG法)

它采用布尔运算法则(并、交、减)，将一些简单的三维几何基元(如立方体、圆柱体、环、锥体)加以组合、变化成复杂的三维模型实体，这种方法的优点是，易于控制存储的信息量，所得到的实体真实有效，并且能方便地修改它的形状。此方法的缺点是、可用于产生和修改实体的算法有限，构成图形的计算量很大，比较费时。

4、边界表达法(Boundary／Representation，简称Brep)

它根据顶点、边和面构成的表面来精确地描述三维模型实体。这种方法的优点是，能快速地绘制立体或线框模型。此方法的缺点是、它的数据是以表格形式出现的，空间占用量大，修改设计不如CGS法简单，例如，要修改实心立方体上的一个简单孔的尺勺，必须先用填实来删除这个孔，然后才能绘制一个新孔；所得到的实体不一定总是真实有效，可能出现错误的孔洞和颠倒现象，描述缺乏唯一性。