Esta técnica, patenteada em 1989, usa um raio de laser de CO₂ para sinterizar seletivamente materiais pulverulentos, tais como náilon, elastômeros, termoplásticos e metais, num objeto sólido.  Os sistemas de sisterização seletiva constituem basicamente as seguintes partes:

1) Um laser de CO2, com sistema ótico e espelhos robóticos;

2) Uma plataforma, que se movimenta verticalmente ao longo do eixo Z;

3) Um sub-sistema de alimentação, que armazena o pó e o distribui uniformemente sobre a plataforma.

O modelo é construído sobre a plataforma  onde está depositada uma camada de pó que é regularizada pelo sub-sistema de alimentação. O laser de CO₂ percorre a superfície da camada, aquecendo as partículas e aglutinando-as, até formar uma camada sólida. Uma vez solidificada a primeira camada, a plataforma desloca-se verticalmente para baixo, o equivalente a espessura de camada a ser fabricada, e o sub-sistema de alimentação adiciona uma nova camada de pó e assim, sucessivamente, até a solidificação de todo o modelo.

Existem, atualmente, dois sistemas de sinterização disponíveis: o DTM, americano, e o EOS, antigo sistema alemão, hoje incorporado pela 3D System (vide figura acima). A máquina Sinterstation 2500 Plus, da DTM, aceita qualquer material, como elastômeros, cerâmica, termoplásticos, compósitos e metais. O Sistema EOS é seletivo, necessita de uma máquina especial para cada tipo de material.