การแกะสลักแบบ 3D รีลีฟสร้างรูปแบบที่มีความสูงและต่ำคล้ายงานประติมากรรม โดยเปลี่ยนความลึกของเลเซอร์ตามภาพในโทนสีเทา แตกต่างจากงานแกะสลัก 2D ที่เพียงแค่ทำเครื่องหมายพื้นผิว การแกะสลักแบบนี้ได้รับความนิยมในหมู่คนรักเลเซอร์ เพราะช่วยเพิ่มมิติให้กับป้ายไม้หรือแผ่นโลหะ ใช้เลเซอร์ CO2 หรือเลเซอร์เส้นใยพร้อมซอฟต์แวร์ xTool Studio เพื่อผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง