3D-моделі сприяють когнітивному розвитку дітей раннього віку, залучаючи різні сенси та надаючи можливість практичного дослідження, розвиваючи просторове сприйняття, пам'ять і навички вирішення проблем за допомогою інтерактивної маніпуляції з реальними або віртуальними об'єктами.
Ключові застосування включають: використання 3D-моделей тварин для викладання біології, покращення навичок спостереження та класифікації; геометричні моделі форм для математики, що сприяють розумінню просторових відносин; та набори конструкторів для просторового мислення, які заохочують логічне мислення.
Для молодих учнів початок із простих 3D-пазлів або пінопластових моделей робить розвиток когнітивних навичок доступним і захопливим завдяки грі.