Druk FDM polega na precyzyjnym nakładaniu kolejnych warstw rozgrzanego tworzywa. Filament o standardowej średnicy 1,75 mm jest podawany do głowicy, gdzie zostaje uplastyczniony, a następnie wytłoczony przez dyszę na powierzchnię stołu lub wcześniej utworzoną warstwę modelu.
Model powstaje stopniowo — warstwa po warstwie — aż do uzyskania pełnej geometrii zaprojektowanego elementu. Dzięki temu możliwe jest tworzenie skomplikowanych, przestrzennych kształtów bez potrzeby obróbki ubytkowej z pełnego bloku materiału.
Przed rozpoczęciem pracy model cyfrowy jest dzielony w zaawansowanym programie typu slicer na pojedyncze warstwy. Oprogramowanie precyzyjnie definiuje przebieg ścieżek roboczych głowicy, dawkę materiału oraz optymalne struktury podporowe.