Prie įprastų išmaniųjų telefonų galimybių buvo pridėta galimybė rodyti trimačius (3D) vaizdus, todėl 3D telefonas pirmą kartą pateko į vartotojų rinką 2011 m. Šie telefonai paprastai yra aukščiausios klasės išmanieji telefonai, tačiau pridedamas specialiai sukurtas ekranas, sukuriantis gylio ir vaizdo iliuziją. fotoaparatas, galintis fiksuoti 3D nuotraukas ir vaizdo įrašus. 2011 m. parduodamuose įrenginiuose naudojamas „paralakso barjeras“, kad būtų rodomi 3D vaizdai, ir dvigubo objektyvo kamera, skirta nuotraukoms ir kai kuriais atvejais vaizdo klipams fotografuoti.
Pagrindinė 3D telefono savybė yra specialus paralakso barjerinis ekranas. Šiuose ekranuose yra speciali optinė danga, kuri atspindi pakaitinius pikselius skirtingomis kryptimis ir veikia tuo pačiu principu kaip ir lęšiniai 3D vaizdai, naudojami gaminių pakuotėse, pavyzdžiui, daugelyje DVD dangtelių. Ekrane rodomi dviejų vienas su kitu susipynusių akių vaizdai, o paralakso barjeras nukreipia kiekvienos konkrečios akies vaizdą į tą akį. Nors ši technologija suteikia puikų gylio pojūtį, ji yra itin jautri kampui, kuriuo žiūrintys pro ją žiūri, todėl tai puikus pasirinkimas tokiam įrenginiui kaip 3D telefonas, kurį paprastai laiko rankoje ir vienu metu naudoja vienas žmogus. .
Kiekviename 3D telefone, kurį galima įsigyti nuo 2011 m. gruodžio mėn., taip pat yra nugarėlėje sumontuota 3D kamera. 3D fotoaparatų masyvą sudaro du įprasti fotoaparatų mazgai su dviem objektyvais, sumontuotais nedideliu atstumu vienas nuo kito. Abi kameros užfiksuoja šiek tiek skirtingus vaizdus, atvaizduojančius skirtingus dviejų žmogaus akių žiūrėjimo kampus. 3D telefone esanti vaizdo apdorojimo programinė įranga sujungia du vaizdus į vieną 3D vaizdą arba vaizdo įrašo failą.
Trimačiai telefonai taip pat gali paleisti kitas 3D programas, pavyzdžiui, žaidimus. Nors dauguma telefonų turi tik dvimatę valdymo sąsają, kaip ir jutiklinis ekranas, jie vis tiek gali rodyti tikroviškus 3D vaizdus. Be to, 2011 m. gruodžio mėn. buvo pateikti patentai slėgiui jautriems jutikliniams ekranams ir įrenginiams, kuriuos galima valdyti trimačiais gestais. Tobulėjant technologijoms, 3D telefonams tai bus naudinga.
Be 3D galimybių, 3D telefonas taip pat yra išmanusis telefonas. Jame yra atmintis, procesorius, baterija ir radijas, leidžiantis palaikyti ryšį per korinį ryšį, „Wi-Fi“ ir „Bluetooth“ tinklus. Trimačiai telefonai paprastai siūlo visas tas pačias funkcijas, kaip ir kiti panašios konfigūracijos 2D išmanieji telefonai.