3D打印技术在军事领域可大展拳脚。美国媒体以及国会关于是否应该允许使用3D打印技术打印枪支的辩论始终没有降温。但也有人指出，既然3D打印枪支不可避免，与其毫无意义地争论，不如好好思考下如何应对。文章《今日未来武器2013年值得关注的五种武器》（美国《外交政策》杂志网站）认为2013年最值得关注的首要武器是3D打印枪。一个名为分布式防御的美国激进组织发明了该技术，他们创建了可下载的设计图，只需要一台3D打印机和一台电脑，数小时就可以打印出AR-15枪身，进而装配制造出AR-15半自动枪。理论上，3D打印技术可以打印出客户需要的任何枪支组件；而实际上，当前3D打印机制造的塑料组件，尚不能承受枪支射击产生的冲击，包括火药爆炸射出每颗子弹的作用力。但随着3D打印技术的成熟和科技的发展，将可以“打印出”更多先进、实用的武器装备。
除了打印枪支，美军武器装备的研发过程中也大量地使用了3D打印技术。美国军方已经由3D打印技术辅助制造出导弹用弹出式点火器模型，美国海军还意欲将3D打印机植入机器人体内，使得机器人间可以相互沟通、协作，甚至具备制造能力。也就是说，美国海军希望能够利用机器人来生产更多的机器人。另外，美国GE航空也利用3D打印技术制造出终级喷气发动机，并将所有的专门技术应用到对下一代军用发动机的研发和生产上，可以自动地将高推力模式向高效率模式转换。美国陆军也在加速3D打印技术实战化部署——向阿富汗部署移动实验室。移动实验室由一个集装箱制成，配备3D打印机、成型机和其他制造工具，可现场创建士兵的工具和其他设备。另外，第2个移动实验室被美国陆军快速装备部队部署到战区，便利设计人员利用计算机辅助设计软件在战区快速生产原型产品，加速设计和生产。美国陆军计划通过这种做法增强战区巡逻、单兵作战以及小型前线作战基地的可持续能力。