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6自由度（6DOF）、または6自由度運動とは、 3次元空間における剛体の6つの機械的な運動自由度を指します。具体的には、剛体は3つの直交軸における前後方向（サージ）、上下方向（ヒーブ）、左右方向（スウェイ）の並進運動によって位置を変えることができ、さらに3つの直交軸（ヨー（法線軸）、ピッチ（横軸）、ロール（縦軸）と呼ばれることが多い）を中心とした回転によって向きを変えることができます。
仮想現実の文脈でよく使われる用語である3自由度（3DOF ）は、通常、回転運動（ピッチ、ヨー、ロール）の追跡のみを指します。[ 1 ] [ 2 ]
直列型および並列型マニピュレータシステムは、一般的に、並進運動3つと姿勢運動3つからなる6自由度でエンドエフェクタを位置決めするように設計されています。これにより、アクチュエータの位置と、順運動学および逆運動学によって定義されるマニピュレータの構成との間に直接的な関係が生まれます。
ロボットアームは自由度によって記述されます。これは、システムの総合的な位置決め能力を測定する自由度の抽象的な定義とは対照的に、実用的な指標です。[ 3 ]
2007年、セグウェイの発明者であるディーン・ケイメンは、 DARPA向けに14自由度のプロトタイプロボットアーム[ 4 ]を発表した。ヒューマノイドロボットは通常30以上の自由度を持ち、腕ごとに6自由度、脚ごとに5～6自由度、胴体と首にさらに数自由度がある[ 5 ]。
この用語は、機械システム、特に生体機械システムにおいて、6自由度すべてを考慮する必要があるこれらのシステムの特性を分析および測定する上で重要です。6自由度の測定は現在、位置データと角度データを処理ユニットに送信するセンサー内の交流および直流磁場または電磁場によって行われています。データは、ユーザーのニーズとプログラミングに基づいてデータを統合するソフトウェアによって有効化されます。
可動ユニットの6つの自由度は、以下に説明するように2つの運動クラスに分類されます。
翻訳エンベロープ：
回転式封筒：
6自由度には、3種類の動作範囲があります。これらは、直接動作、半直接動作（条件付き動作）、非直接動作であり、動作の実行に残っている時間、動作を実行するために残っているエネルギー、そして動作が生物（人間など）、ロボット（コンピュータなど）、またはその両方によって指令されるかどうかに関係なく適用されます。
過渡的なタイプの機体もいくつか存在します。例えば、スペースシャトルが地球低軌道で運用されていた頃は、宇宙空間の真空状態ではリアクションホイールとRCSスラスタによって6度の姿勢制御が可能であったため、機体は完全直接6度制御と表現されていました。しかし、スペースシャトルが地球の大気圏に降下して帰還する際には、翼と操縦翼面を使って空中を滑空するため、完全直接6度制御はもはや適用されなくなりました。
6自由度とは、ビデオゲームにおける動きを指す場合もある。
一人称視点シューティングゲーム（FPS）は、一般的に前後、左右（横移動）、上下（ジャンプ／しゃがみ／伏せ）、ヨー（左右旋回）、ピッチ（上下視点）の5つの自由度を提供します。一部のFPSゲームには、壁の端から銃を覗き込むために一定の角度で体を傾ける部分的なロール回転であるリーンコントロールがあります。リーンを6番目の自由度と考える人もいます。Wolfenstein 3DやDoomなどの初期の一人称視点ゲームにはピッチ回転がなく、自由度は4つしかありませんでした。
6DOFという用語は、動きの自由度を許容するものの、必ずしも完全な6DOFの基準を満たさないゲームを説明する際に用いられることがある。例えば、『Dead Space 2』、そして程度は低いものの『Homeworld』や『Zone Of The Enders』は、動きの自由度を許容する。
3つの移動軸と3つの回転軸すべてを独立して制御できる真の6DOFゲームの例としては、『Elite Dangerous』、『Shattered Horizon』、『Descent』シリーズ、『Everspace』シリーズ、『Retrovirus』、『Miner Wars』、『Space Engineers』、『Forsaken』、そして『Overload』 （ 『Descent 』と同じ開発元による作品）などが挙げられる。宇宙MMO 『Vendetta Online』も6自由度を採用している。
TrackIRなどのモーション追跡装置は、6自由度（6DOF）のヘッドトラッキングに使用されます。この装置は、敵の位置を特定したり、ゲーム内で事故を回避したりするためにコックピット内を見回す必要があるフライトシミュレーターやその他の車両シミュレーターでよく利用されています。
3DOFという略語は、回転を除く3次元方向の動きを意味するため、時折見かけることがある。
PC用モーションコントローラーであるRazer Hydraは、2つの有線ヌンチャクの位置と回転を追跡し、両手それぞれに6自由度を提供します。
SpaceOrb 360は、1996年に発売された6自由度（6DOF）のコンピュータ入力デバイスで、元々はSpaceTec IMC社（後にLabtec社に買収され、さらに後にLogitech社に買収された）が製造・販売していた。現在、同社は主にプロフェッショナルなCAD業界をターゲットとした3Dconnexionシリーズの6DOFコントローラを提供している。
HTC VIVEに付属するコントローラーは、ライトハウスによって6自由度（6DOF）の情報を提供します。ライトハウスは、タイムオブフライト（TOF）技術を採用してコントローラーの位置を特定します。