三维动画制作的物理特性建模是将物体的物理特性加入到其几何模型中，通过数值计算对其进行仿真，物体的行为由仿真过程自动确定。

物体的物理特性包括：物体所具有的一组物理参量、不同参量之间的关系、物理参量与物体几何特性及运动状态之间的关系、不同物体的物理参量之间的关系。通常，物理参量即为物理学中一般意义上的物理量。每个物体各个参量之间的关系以及这些物理参理与几何特性之间的关系表示了物体的内部结构。物体的物理参量与运动状态之间的关系表示物理特性对物体运动的影响，一般用力学议程表示。不同物体的物理参量之间的关系表示了物体之间的相互作用。因此，基于物理特性的仿真计算需要涉及如下几个方面的内容：刚体、柔性体的经典力学问题，物体之间的相互作用问题，有约束条件的控制问题，以及物体如何随时间运动或改变其形状等。基于物理模型的动画技术结合了计算机图形学中现有的建模、绘制和动画技术，并将其统一成为一个整体。运用这项技术，设计者只要明确物体运动的物理参数或者约束条件就能生成动画，更适合对自然现象的模拟。

给定物理特性后，物体的运动就可以计算出来；通过改变物理特性就可以对物体的运动加以控制。但是，物体所具有的物理参量往往无法直接指定，因为人们对许多物理特性的量值并没有直接的概念。必须解决对物理特性表示的控制问题，好的控制方法在计算机动画以及机器人运动控制和虚拟现实等相关应用领域中都起着至关重要的作用。现有的方法多数是控制微分方程的初值，利用能量约束条件，用反向动力学求解约束力，通过几何约束来建立模型，及结合运动学控制等方法，实现对物理模型的控制。此外还有很多基于弹性力学、塑性力学、热学和几何光学等理论的方法，结合不同的几何模型和约束条件模拟了各种物体的变形和运动。