הפרופיל האופטי התלת-ממדי משיג מדידת דיוק של מיקרומטר עד ננומטר באמצעות הפרעות אור לבן או טכנולוגיה קונפוקלית, ומנתח את המורפולוגיה התלת מימדית, החספוס וקווי המתאר של משטחי חומר מוצק. למכשיר זה יש מאפייני מדידה ללא מגע, הימנעות מנזק למשטח הנמדד, והוא מתאים לחומרים מגוונים כגון השתקפות שקופה/מתכתית/גבוהה. בתחומי ייצור מכני, מוליכים למחצה, תעופה וחלל וכו', נעשה שימוש נרחב בפרופילמטרים אופטיים תלת מימדיים בבקרת איכות, ניטור תהליכים ופיתוח מוצרים.
עד 2025, דגמי מיינסטרים כגון ZeGage Pro ו-SuperViewW1 יהיו בעלי ביצועים סייסמיים ויכולות מדידה אוטומטיות, עם דיוק מדידה העולה על רמת 0.1nm. הפונקציות של המכשיר כוללות ניתוח מיקרו מורפולוגיה, חישוב עקמומיות וזיהוי מאפיינים של סרט דק, העומדים בתקן ISO 25178 והפכו לציוד הזיהוי המרכזי לייצור דיוק מודרני
