Menggabungkan video definisi tinggi dan kapasitas untuk menampilkan gambar tiga dimensi (3D), televisi definisi tinggi 3D (HDTV) adalah teknologi baru untuk menonton film dan konten video lainnya. Sistem HDTV 3D menggunakan Blu-ray® atau pemutar media streaming untuk mengirim sinyal yang dikodekan secara khusus ke perangkat HDTV khusus yang bekerja dengan rana berbasis kristal cair (LCD), kacamata aktif atau kacamata “pasif” terpolarisasi untuk benar-benar menampilkan sinyal . Teknologi ini dapat menampilkan gambar yang luar biasa, tetapi per Desember 2011, telah menerima tanggapan hangat dari masyarakat konsumen.
Perangkat HDTV 3D dimulai sebagai HDTV biasa. Mereka dapat menampilkan gambar 1,920 kali 1,080 piksel, juga disebut sebagai resolusi 1080p, dan biasanya memiliki layar datar yang besar. Salah satu fitur yang membedakan, yang biasanya menjadikannya set 2D yang sangat baik, adalah bahwa mereka harus menawarkan kecepatan refresh setidaknya 120, tetapi biasanya 240 hertz, yang mengarah pada reproduksi gerakan yang lebih baik dalam gambar 2D dan 3D.
Perangkat HDTV 3D aktif memiliki fitur tambahan yang tidak dimiliki perangkat 2D. Mereka memiliki perangkat khusus yang memancarkan sinyal infra-merah ke kacamata rana aktif yang dipakai pemirsa. Kacamata ini dengan cepat menggelapkan setiap mata — biasanya 30 kali per detik — disinkronkan dengan layar. Layar menampilkan gambar untuk mata kiri, lalu beralih ke mata kanan, lalu kembali. Karena kacamata mencegah kedua mata melihat layar secara bersamaan, otak pemirsa mengisi area kosong dan akhirnya melihat gambar 3D.
Perangkat 3D pasif bekerja sedikit berbeda. Perangkat ini memiliki filter polarisasi di atas layar, di mana garis bolak-balik memancarkan cahaya pada sudut polarisasi yang berbeda. Mereka menampilkan gambar untuk garis kiri di satu set garis, dan gambar untuk mata kanan di set garis lainnya. Pemirsa memakai kacamata polarisasi yang menghalangi gambar mata kanan mencapai mata kiri dan sebaliknya.
Gambar 3D HDTV bisa sangat mencolok, muncul hampir seperti jendela dunia. Teknologi ini hanya diadopsi secara perlahan, kemungkinan karena faktor gabungan dari konten yang terbatas, biaya tinggi, dan persyaratan memakai kacamata. Lebih dari segalanya, kacamata telah terbukti menjadi sumber utama ketidakpuasan konsumen. Kacamata rana aktif cenderung mahal, berat, dan tidak kompatibel antar produsen, sehingga tidak memungkinkan bagi orang untuk membawa kacamata Merek X ke rumah teman untuk menonton perangkat Merek Y. Meskipun kacamata pasif memecahkan masalah ini, teknologi itu relatif jarang terjadi pada akhir 2011 dan juga disertai dengan penalti yang berarti dalam resolusi.