3D atvirkštinės inžinerijos procesas paima fizinį įrenginį arba struktūrą, suskaitmenina jį ir importuoja visas jo dalis bei matavimus į kompiuterinio projektavimo (CAD) programinę įrangą ar panašią pastato programinę įrangą. Daliai suskaitmeninti nufotografuojama arba naudojamas 3D skeneris ir vaizdas importuojamas į programą. Jei bus padaryta nuotrauka, dizaineris turės iš naujo sukurti dalį programoje, tačiau 3D skaitytuvas tai padarys automatiškai. Naudojant 3D atvirkštinę inžineriją, dalis gali būti patobulinta, įrenginys gali būti perdaryti iš mažesnių dalių, o vartotojas gali išsaugoti dizainą vėlesniam naudojimui.
Norint pradėti procesą, įrenginys turi būti nuskenuotas arba nufotografuotas. Fotografavimo apribojimai reiškia, kad tam dažniausiai naudojama 3D skenavimo technologija. Šie skaitytuvai, kuriuose dažnai naudojamas lazeris, nuskaito įrenginį ir įrašo kūrinio išmatavimus, spalvas, tekstūrą ir formą. Iš šios informacijos CAD ar panaši programinė įranga gali importuoti figūrą į savo sąsają.
Kartais nuskaitomas tik įrenginio korpusas, bet dažniau – norint tinkamai atlikti 3D atvirkštinę inžineriją – įrenginys atidaromas ir dalys pašalinamos. Tada atskiros dalys nuskaitomos taip pat, kaip visas įrenginys, o dalys importuojamos. Tai leidžia sukurti išsamų ir išsamų viso įrenginio ir visų jo vidinių komponentų 3D modelį.
Vienas iš pagrindinių 3D atvirkštinės inžinerijos pranašumų yra skaitmeninimo aspektas. Išsaugoti skaitmeninę fizinio kūrinio kopiją yra daug lengviau, o jei kietasis diskas sugenda arba kas nors netyčia ištrina dizainą, dizainas nebus prarastas. Su skaitmeniniu modeliu taip pat lengviau dirbti ir jis yra daug pigesnis. Inžinieriai galės sukeisti ir pakeisti dalis bei išbandyti modelį programoje nepirkdami dalių, kurios gali neveikti.
Turėdami skaitmeninę informaciją iš 3D atvirkštinės inžinerijos, inžinieriai gali pabandyti patobulinti įrenginį arba sumažinti jo rinkos kainą. Norėdami patobulinti, inžinieriai gali pridėti naujų dalių arba išimti prastesnių dalių, kad įrenginys būtų naudingesnis ar galingesnis. Siekdamos sumažinti išlaidas, įmonės gali įdėti prastesnių dalių arba pašalinti brangesnes funkcijas, kad pagamintų panašų produktą, kuris vartotojams kainuoja pigiau. Abu jie priklauso nuo programos, kuri gali išbandyti įrenginį, kad įsitikintų, jog jis veiks prieš kuriant įrenginį iš tikrų dalių.