Długopisy 3D zamiast tradycyjnego wkładu w postaci tuszu wypełnia specjalny termoplastyczny materiał. Najczęściej występujące rodzaje wkładów dla tych długopisów to plastik typu ABC oraz typu PLA. Materiały różnią się pod kilkoma względami, dzięki czemu możemy wybrać wkład, który nam najbardziej odpowiada. Pierwsza opcja to włókno powstające ze związku chemicznego, w którego skład wchodzi akrylonitryl, butadien i styren. Tworzywo to jest bardzo sztywne i szybko zastyga. Materiał w rodzaju PLA jest natomiast wytwarzany z surowców naturalnych. To tworzywo zdecydowanie bardziej przyjazne dla środowiska. Taki rodzaj wkładu topi się w nieco niższej temperaturze niż plastik typu ABC. Jest jednak również mniej wytrzymały.