3D打印机的整体系统是集机械、控制及计算机技术等为一体的机电一体化系统。它的系统主要是由X-Y-Z运动系统、喷头结构、数控模块、成型环境模块等组成。

X-Y-Z运动是3D打印机进行三维制件的基础条件。X-Y轴组成平面扫描运动框架，由伺服电机驱动控制喷头的扫描运动；Z轴由伺服电机驱动控制工作台做垂直于X-Y平面的运动。扫描机构具备良好的随动性几乎不受荷载，但运动速度较高，具备运动的惯性。Z轴应具备相应的承载能力和运动平稳性。所以，在系统中，X轴机构采用导轨---同步齿形带；Y轴机构采用光杆---同步齿形带；Z轴机构采用扭矩力较大的伺服电机驱动装置杆。