キャラクターも背景美術も、画面に登場するすべてをコンピューター上の3D立体モデルにより描いたアニメーション映像のこと。CGIはComputer Generated Imageの略。手描き主体の2Dアニメとは根本的に異なる。アメリカのハリウッド製の劇場用アニメーション作品は、フルCGIアニメへとほぼ完全に移行している。2004年から05年にかけては、ピクサー（ディズニー配給）の「Mr.インクレディブル」、ドリームワークスの「シュレック2」「シャークテイル」「マダガスカル」、FOXの「ロボッツ」等が続々と公開、いずれも興業成績の上位をにぎわした。ただし、見た目がリアルになりすぎている点で、2Dアニメに慣れた日本の観客には若干の違和感を残しているようである。