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三视图是工程图学中最重要的表达方法之一。它基于正投影原理，通过从三个不同方向观察物体，获得主视图、俯视图和左视图。正投影是指投影线垂直于投影面的投影方法，这样可以准确反映物体的真实形状和尺寸。
在三视图系统中，需要建立三个相互垂直的投影面。正立投影面用于获得主视图，水平投影面用于获得俯视图，侧立投影面用于获得左视图。投影方向分别是从前向后、从上向下、从左向右，投影线垂直于各自的投影面。
三视图的形成是一个系统性的过程。首先确定物体在空间中的位置，然后设置三个相互垂直的投影面。通过建立垂直于各投影面的投影线，我们可以获得物体在各个方向的投影轮廓。每个视图都反映物体的两个方向尺寸：主视图反映长和高，俯视图反映长和宽，左视图反映宽和高。
三视图之间存在严格的配置关系，这是保证图形准确性的重要原则。长对正是指主视图与俯视图的长度方向必须对应；高平齐是指主视图与左视图的高度方向必须对应；宽相等是指俯视图的宽度与左视图的宽度必须相等。这三个关系确保了三视图能够准确完整地表达物体的三维形状。
三视图在工程技术中有着广泛的应用。在机械制图中用于绘制零件图和装配图，在建筑设计中用于绘制平面图和立面图，在产品设计和工程施工中也不可缺少。读懂三视图需要将三个视图联系起来观察，分析各种线条的含义，从而确定物体的真实结构，并正确理解尺寸标注。这是工程技术人员必须掌握的基本技能。
三投影面体系是工程制图的基础。它由三个相互垂直的投影面组成：正立投影面V面是铅垂面，水平投影面H面是水平面，侧立投影面W面是侧垂面。三个投影面两两相交形成投影轴：OX轴是V面与H面的交线，OY轴是H面与W面的交线，OZ轴是V面与W面的交线。在绘制工程图时，需要将三维的投影面体系展开成二维图纸，H面向下旋转90度，W面向右旋转90度。
点的三面投影是理解三视图的基础。空间中任意一点A，在三个投影面上都有对应的投影：在H面上的投影记为a，在V面上的投影记为a撇，在W面上的投影记为a双撇。这三个投影点之间存在严格的连线规律：a与a撇的连线垂直于OX轴，a撇与a双撇的连线垂直于OZ轴，a与a双撇的连线垂直于OY轴。通过点的坐标可以直接确定其在各投影面上的位置。
直线的三面投影具有不同的特性，根据直线与投影面的相对位置可以分为三类。一般位置直线与三个投影面都倾斜，其投影长度都小于真长度。投影面平行线平行于某一投影面，在该投影面上的投影反映真长度，而在其他投影面上的投影则缩短。投影面垂直线垂直于某一投影面，在该投影面上积聚成一点，而在其他两个投影面上的投影反映真长度。通过分析直线投影的长度关系，可以判断直线在空间中的位置。
平面的三面投影反映了平面图形在不同方向的形状特征。根据平面与投影面的相对位置，可以分为三种情况。一般位置平面与三个投影面都倾斜，其投影都是相似形，但面积小于真实面积。投影面平行面平行于某一投影面，在该投影面上的投影反映实形，而在其他投影面上的投影积聚成直线。投影面垂直面垂直于某一投影面，在该投影面上积聚成直线，这种现象称为积聚性投影。通过分析平面投影的形状和大小关系，可以确定平面在空间中的位置和方向。