Un acelerómetro de tres ejes es un dispositivo que está diseñado para medir la aceleración a lo largo de tres ejes en el espacio — el eje X hacia adelante y hacia atrás, el eje Y hacia la derecha y hacia la izquierda y el eje Z hacia arriba y hacia abajo. Ya que un acelerómetro mide la aceleración con relación a un estado de caída libre, donde no hay ninguna fuerza que interactúe sobre dicha aceleración excepto la gravedad, la aceleración 3D se considera que está en un estado cero predeterminado o en un estado de ingravidez, aunque el acelerómetro en sí tiene una masa. Las propiedades de un acelerómetro de tres ejes, por lo tanto, lo hacen un componente clave de los sistemas guiados por inercia, tales como los misiles o las aeronaves, que miden cambios en la aceleración que afectan el estado inercial neto del vehículo.
Conforme los sensores de sistema micro electromecánicos para medir la aceleración se han convertido comunes y accesibles, el acelerómetro de tres ejes ha sido incorporado a varios dispositivos comunes. Puede ser usado para estudiar las fuerzas de la aceleración complejas en los parques de diversiones, los controladores en los videojuegos y para activar robots humanoides para simular la manera en la que las personas caminan. La tecnología del acelerómetro de tres ejes ha sido incorporada además en sistemas de seguridad en caso de accidentes y en sistemas de vibración en los automóviles, en controles de navegación en la transportación en masa y para la estabilidad en equipos industriales.