熔融沉积成型（FDＭ）是最普遍、发展最快的基于沉积的3D打印方法，目前占3D打印市场的50％以上。FDＭ最先由Stratays公司实现商业化。它利用材料热熔挤出然后凝固来产生3D结构。这个系统最简单的技术是热胶枪：加载材料、加热和熔融，并且机械挤出到低温环境中固化。初始材料可以是连续的、块状的或粉末。材料加热直至熔融状态后，通过细口径喷嘴剪切挤出，与基底或预先沉积的材料层接触时，挤出的材料冷却成固态。FDＭ法的技术较简单，设备便宜，因而发展很快，是大众消费者中最普及的3D打印机技术，也被广泛用于快速成型和研究。
FDＭ法的材料要求：1）可以加热到一定温度（数百摄氏度）后熔融：2）可以通过小喷嘴挤出。这限制了FDＭ法主要采用热塑性塑料，如聚乳酸（PLA）及其共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）和聚己内酯（PCL）以及低体积分数的塑料/刚性粒子复合材料。可以使用FDＭ方法获得非常高的分辨率和小特征尺寸，也可用于使用巧克力片或薄片作为起始固体材料来印刷食品，如巧克力。在选择的情况下，FDＭ可用于3D打印低熔点金属和合金。
虽然FDＭ是一种非常简单易用的3D打印技术，但它在材料兼容性方面受到限制。如前面提到的，第一个限制是限于可以在最多数百摄氏度熔融或软化足以挤出的材料。这限制了大多数材料与该工艺相兼容，也限制了含高体积分数的非熔化粒子的复合材料被用于3D打印。因为这些粒子不熔化，如果它们以高体积分数存在，挤出时会堵塞喷嘴。这个精确的体积分数限制没有明确定义，但取决于颗粒性质，如尺寸、形状、聚集倾向等，以及设备性能，如喷嘴直径和挤出温度。通过FDＭ法打印这些复合材料，通常刚性粒子体积分数不能超过0.25，可以用细喷嘴（＜400uｍ）的进行打印。如果较大的喷嘴被使用，更高的体积分数可以实现打印；但是打印分辨率显著降低。此外，生产FDＭ工艺的工业设备的公司（如Stratays）报道说，他们的设备能够打印数百种不同的材料。虽然技术上是真实的，但是这些数字通常是通过混合不同体积分数的不同初始原料的实现的组合效果。因此，FDＭ在材料兼容方面仍然受到极大的限制。
FDＭ的另一个方面，经常被忽略，是由于熔融、挤出和快速固化而导致材料性质的变化。相比于初始状态，3D打印后材料会变脆，并且会有一定的颜色变化。可能是高温挤出过程剪切导致聚合物降解，也可能是快速凝固导致结晶度降低，或两者都有。
目前用于FDＭ法的3D打印高分子材料主要有聚乳酸（PLA）、ABS塑料、聚碳酸酯（PC）、聚苯砜（PPSF）、聚醚醚酮（PEEK）等。其中PLA是典型的生物可降解塑料，环保无毒，然而PLA打印温度在190-210℃，打印过程中会产生异味，可能是PLA发生了降解。而ABS、PC、PPSF、PEEK等材料都不可降解，且打印温度都在200℃以上。
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