เกมแข่งรถแบบ 3 มิติคือวิดีโอเกมที่ใช้กราฟิกสามมิติในการสร้างสภาพแวดล้อมและรูปแบบรถยนต์ที่สมจริง เหมาะสำหรับให้ผู้เล่นได้สัมผัสประสบการณ์การแข่งรถจากมุมมองที่เหมือนจริงและมีมิติเชิงพื้นที่ ต่างจากการแข่งรถในเกมแบบ 2 มิติที่ใช้มุมมองแบนๆ เช่นมุมมองด้านบนหรือแนวนอนแบบเลื่อนหน้าจอ เกมแข่งรถแบบ 3 มิติจะมีมุมกล้องที่หลากหลาย เช่น มุมมองบุคคลแรก (มุมมองจากคนขับ) มุมมองบุคคลที่สาม (มุมมองจากด้านหลังรถ) หรือมุมมองตามหลังรถ ซึ่งช่วยเพิ่มอรรถรสในการเล่นและทำให้การควบคุมเป็นไปอย่างสะดวก เทคโนโลยีแบบ 3 มิติในเกมเหล่านี้สามารถแสดงผลรายละเอียดของรถยนต์ สนามแข่ง และสภาพแวดล้อมรอบข้างได้อย่างละเอียด พร้อมด้วยพื้นผิว เงา และแสงสว่างที่สมจริงจนโลกของการแข่งรถเสมือนมามีชีวิต รถยนต์ในเกมมีสัดส่วนที่แม่นยำ ส่วนประกอบที่เคลื่อนไหวได้ (ล้อหมุน เปลี่ยนเกียร์) และผลลัพธ์เมื่อเกิดความเสียหาย (รอยบุบ ควัน) ที่ตอบสนองต่อการชน ขณะที่สนามแข่งมีลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่หลากหลาย เช่น ทางลาด ทางกระโดด พื้นผิวที่แตกต่างกัน (ยางมะตอย ดิน น้ำแข็ง) รวมถึงองค์ประกอบที่โต้ตอบได้ (อุปสรรคเคลื่อนที่ สภาพอากาศเปลี่ยนแปลง) ที่ส่งผลต่อการเล่น เกมแข่งรถแบบ 3 มิติมักใช้เครื่องยนต์ฟิสิกส์ขั้นสูงเพื่อจำลองการควบคุมรถให้สมจริง โดยรถยนต์จะตอบสนองต่อการเลี้ยว เร่ง และเบรกในลักษณะที่รู้สึกใกล้เคียงกับความเป็นจริง ซึ่งอาจมีตั้งแต่เกมแนวอาร์เคดที่เน้นฟิสิกส์ที่เว่อร์วังและควบคุมง่าย (เช่น "Crash Team Racing Nitro-Fueled") ไปจนถึงเกมจำลองสถานการณ์ที่มีระบบการควบคุมที่แม่นยำและละเอียดอ่อน (เช่น "Project CARS 3") มุมมองแบบ 3 มิติช่วยเพิ่มศักยภาพในการวางแผนการเล่น เพราะผู้เล่นสามารถประเมินระยะห่างจากรถคันอื่น คาดการณ์โค้งทาง และหาทางลัดได้ดีกว่าเกมแบบ 2 มิติ มุมกล้องถือเป็นคุณสมบัติสำคัญ โดยผู้เล่นสามารถสลับมุมมองให้เหมาะกับความชอบของตนเอง มุมมองบุคคลแรกให้ความรู้สึกสมจริง มุมมองบุคคลที่สามให้มุมมองที่ชัดเจนเกี่ยวกับตำแหน่งของรถบนสนาม และมุมมองภาพยนตร์ช่วยเน้นช่วงเวลาที่เร้าใจ เช่น การแซงหรือการชน นอกจากนี้ เกมแข่งรถแบบ 3 มิติบางเกมยังรองรับการเล่นผ่านเทคโนโลยีความเป็นจริงเสมือน (VR) ที่ใช้กราฟิกแบบ 3 มิติสร้างสภาพแวดล้อมแบบเต็มอิ่ม 360 องศา ทำให้ผู้เล่นรู้สึกเหมือนกำลังนั่งอยู่ที่เบาะคนขับจริงๆ โหมดการเล่นหลายคนในเกมแข่งรถแบบ 3 มิติยังได้รับประโยชน์จากความสามารถในการรับรู้พื้นที่ที่กราฟิกมอบให้ ทำให้การแข่งขันออนไลน์น่าตื่นเต้นมากยิ่งขึ้น เมื่อผู้เล่นต้องหลบหลีกคู่แข่งในพื้นที่ 3 มิติที่สมจริง จากเกมแนวสบายๆ ที่มีโลกแบบ 3 มิติสดใสไปจนถึงเกมจำลองสถานการณ์ที่มีภาพสมจริง เกมแข่งรถแบบ 3 มิติจึงครองตลาดในแนวเกมนี้ พร้อมนำเสนอความตื่นเต้นในการสัมผัสความเร็วได้อย่างสวยงามและน่าประทับใจ