پیشرفت‌های صورت گرفته در طراحی کامپیوتری و توانایی ترجمه و تفسیر تصویر برداری پزشکی از قبیل اشعه ایکس، توموگرافی کامپیوتری (CT)، سونوگرافی و MRI به مدل‌های دیجیتال که قابلیت خوانده شدن توسط پرینترهای سه بعدی را دارند، کاربردهای شکل‌دهی افزایشی در حوزه پزشکی و سلامت را گسترش داده است. یکی از مزایای فناوری چاپ سه بعدی این است که شخصی سازی مراقبت‌های بهداشتی از قبیل پروتزهای سفارشی، ساخت داروها و ارگان‌ها را امکانپذیر می‌کند. این فناوری همچنین از توانایی لازم برای کاهش هزینه‌های تولید وسایل پزشکی، ابزار جراحی و سایر محصولات مراقبت بهداشتی برخوردار است.
در حال حاضر، فناوری چاپ سه بعدی به طور گسترده در تولید سمعک‌ها و در دندانپزشکی استفاده می‌شود. در سال 2013 بیش از ده میلیون سمعک تولید شده به روش پرینتر سه بعدی در سراسر دنیا وجود داشت. از این تأثیر شگرف در صنعت سمعک به عنوان «انقلاب آرام» یاد می‌شود زیرا بدون دیده شدن رخ داده است. قبل از ظهور فناوری چاپ سه بعدی، ساخت یک سمعک به یک هفته زمان نیاز داشت، اما در حال حاضر فقط چند ساعت زمان می‌برد.
در سال 2016، سازمان جهانی غذا و دارو، مواد دندانی مورد استفاده در چاپ سه بعدی را تأیید کرد؛ این یعنی داندانپزشکان می‌توانند فناوری چاپ سه بعدی را در مطب‌های شخصی خود مورد استفاده قرار دهند. در نتیجه ایده ساخت تاج دندان، وسایل ارتودنسی و یا دندان‌های متحرک در مطب دندانپزشک تنها با فشار یک دکمه زیاد دور از واقعیت نخواهد بود.
شاید بزرگترین تأثیر فناوری چاپ سه بعدی در سطح جهانی، کاهش نابرابری در دریافت میزان مراقبت‌های بهداشتی از طریق تولید ارزان قیمت برای مناطق فقیر و کم درآمد باشد. برای مثال یکی از بهترین نمونه‌های موجود ساخت پروتز برای قربانیان مین‌ها است. مین‌های زمینی در مناطق جنگی و پر کشمکش در آفریقا و آسیا پیامدهای مخربی برای ساکنان این مناطق به بار آورده است. پروتزهای ارزان قیمت تولید شده به روش چاپ سه بعدی که دارای قابلیت شخصی سازی بوده و در کمترین زمان ممکن تولید می‌شوند، به شکل قابل توجهی برای افراد قطع عضو شده سودمند بوده است.
از سال 1979، بیش از 64000 نفر توسط مین‌های زمینی در کامبوج کشته یا زخمی شده‌اند. چاپ سه بعدی هزینه‌های تولید پروتزهای دست و بازو را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد و به قربانیان مین‌ها کمک می‌کند.
کاربردهای فناوری چاپ سه بعدی در جراحی به سرعت در حال رشد بوده، تا جاییکه از تولید مدل‌های برنامه‌ریزی جراحی به ایمپلنت‌های فعال بیولوژیکی مورد استفاده برای بازسازی سر و صورت ارتقا یافته است. در دانشگاه ساسکاچوان، با استفاده از داده‌های MRI، یک کپی از مغز یک انسان به روش چاپ سه بعدی تهیه شده و از آن برای برنامه‌ریزی روش‌های پیچیده جراحی مغز و اعصاب برای درمان بیماران مبتلا به اختلالات حرکتی استفاده می‌شود. این جراحی شامل کاشت الکترودها در اعماق مغز به منظور ارسال پالس‌های الکتریکی به اهداف مشخص در مغز است.
جراحان از مدل‌های چاپ سه بعدی مشابه برای برنامه‌ریزی جراحی‌های پیچیده اعم از پیوند کامل صورت تا جراحی ستون فقرات استفاده کرده‌اند. تجهیزات جراحی قابل کاشت در بدن که اخیرا توسط سازمان جهانی غذا و دارو تأیید شده‌اند، مانند ایمپلنت‌های استخوانی از جنس تیتانیم پوشش داده شده با مواد زیست فعال که باعث رشد استخوان می‌شوند، نیز در مرحله استفاده در کلینک‌ها هستند.
استفاده از روش چاپ سه بعدی برای چاپ مغز به منظور استفاده در برنامه‌ریزی جراحی تحریک عمیق مغز (Deep Brain Stimulation) در درمان بیماران مبتلا به اختلالات حرکتی.
یکی از حوزه‌های جذابی که از پتانسیل بسیار زیاد برخوردار است و در آینده مورد توجه قرار می‌گیرد ساخت داروها به روش چاپ سه بعدی است. اولین داروی تولید شده با این فناوری که مورد تأیید سازمان جهانی غذا و دارو نیز قرار گرفته، داروی Sprintam (داروی ضد تشنج) است. فرآیند چاپ سه بعدی می‌تواند ساختاری متخلخل تولید کند که قابلیت بارگذاری مقادیر زیادی از یک ترکیب فعال به صورت قرصی با قابلیت انحلال پذیری زیاد را دارد.
چاپ بافت‌های زنده یکی از پیشرفت‌های امیدوار کننده در زمینه چاپ سه بعدی است و گام های بزرگی در این زمینه برداشته شده که می‌تواند در نهایت برای پیوند عضو استفاده شود. تولید بالینی ساختارهای پیچیده فعال بیولوژیکی مانند بافت کبد امیدوار کننده بوده است.
