诺兰作为传统胶片技术的推崇者，对3D技术的态度一直较为谨慎。在《星际穿越》中，他并未全程采用3D拍摄，而是将3D效果集中运用于太空场景。例如飞船穿越虫洞、环绕黑洞的镜头，通过3D景深强化了宇宙的宏大感与空间层次，让观众直观感受到宇宙的空旷与压迫感。
影片的3D转制过程由资深团队成，诺兰“不滥用技术”的原则。地球上的沙尘暴、玉米地场景则多采用2D拍摄，以保留胶片的质感和自然光效。这种差异化处理使得3D效果仅服务于叙事需要，避免了视觉疲劳。值得意的是，诺兰坚持使用IMAX 70mm胶片摄影机拍摄3D画面，其分辨率是普通数字3D的数倍，因此IMAX 3D版本成为该电影视觉体验的最佳载体。
尽管3D版本并非影片的唯一选择，但它为观众提供了更具沉浸感的观影方式。特别是黑洞“卡冈图雅”的呈现，3D效果使黑洞内部的光影结构呈现出物理学层面的真实感，这种视觉冲击在2D版本中难以全复制。不过，诺兰始终技术服务于叙事，因此论是2D还是3D版本，故事的情感内核与科学严谨性均未打折扣。
对于普通观众而言，选择3D版本需意放映设备。只有配备激光IMAX或高规格3D放映系统的影院，才能整呈现影片的3D效果。若放映设备不佳，反而可能出现画面暗淡、重影等问题，影响观影体验。