Unter 3D-Integration versteht man in der Elektronik eine integrierte Schaltung (IC, Chip), bei der die aktiven elektronischen Komponenten sowohl horizontal als auch vertikal in zwei oder mehr Schichten integriert sind, d. h. zu einem einzigen dreidimensional-integrierten Schaltkreis (3D-IC) verbunden. Vertikale Verbindungen zwischen verschiedenen aktiven Ebenen werden dabei durch Silizium-Durchkontaktierungen (engl. Through-Silicon Vias) ermöglicht.
In der Halbleiterindustrie wird die 3D-Integration als erfolgversprechender Weg gehandelt, den Trend kompakterer und leistungsstärkerer elektronischer Geräte fortzusetzen („More than Moore“); dabei werden verschiedene Ansätze verfolgt.