二维动画和三维动画除了按照在制作过程中摄像机或者虚拟摄像机是否可以任意进行旋转的区别外，主流的二维动画（不包括平面材料动画）和三维动画还有以下几点主要区别：
1、 制作流程不同：由于制作手段的不同而造成的。
a. 二维动画：编写剧本→角色和场景设定→色彩设计及色彩→设计分镜头脚本→前期配音→制作故事板→绘制设计稿→背景绘制→绘制原画→绘制动画→着色→制作特效→填写摄影表→拍摄→配音配乐→最终输出。
b. 三维动画：编写剧本→角色和场景设定→设计分镜头脚本→前期配音→制作故事板→制作模型→绘制贴图→设置材质灯光→制作动画→制作特效→材质灯光调整→分层渲染输出→后期合成→配音配乐→最终输出。
2、 制作效率不同：由于制作流程不同而造成的。
a. 二维动画：因为二维动画不需要制作模型、绘制贴图和设置材质灯光，准备工序相对较少，但是后续的制作工作需要人工完成。因此，二维动画制作动画短片效率较高，制作动画长片的周期较长。一部高品质的二维动画电影制作周期一般为四年。
b. 三维动画：因为三维动画需要制作模型、绘制贴图和设置材质灯光，准备工序相对较多，但是动画生成和镜头输出由计算机根据人工设置的参数自动生成。因此，制作动画长片效率较高，制作动画长片的周期较短。一部高品质的三维动画电影制作周期一般为两年。
3、 动画制作的优势不同：由于制作手段的不同而造成的。
a. 二维动画：由于逐帧手绘的原因，所以制作碰撞、布料、吃食物、切割、大幅度变形等动画效果有较大优势。如果使用三维软件制作这些效果，需要计算机进行大量的计算，而且有些功能还需要单独开发适合的插件来制作。
b. 三维动画：由于计算机可以自动生成动画，所以制作透视变化效果、光影变化、群组动画、爆炸效果、云雾、毛发等有动画效果较大优势。如果使用手工绘制的方式进行制作，很难制作出十分流畅的动画效果。
4、 场景和角色的处理方式不同：由于图形生成方式的不同而造成的。
a. 二维动画：由于二维手绘动画制作透视变化效果时很难应用在场景上，通过以角色的透视变化来丰富画面，因此场景绘制的色彩层次丰富，角色只有明暗两种色彩层次。
b. 三维动画：由于使用计算机技术的三维动画可以自动计算出发生透视变化的效果，因此场景和角色的色彩层次都可以很丰富。
5、 对质感的表现程度不同：
a. 二维动画：很难表现出真实的质感，尤其是金属、玻璃、液体等质感的反射和直射效果的层次变化，特别是在这些物体运动的时候。
b. 三维动画：可以表现出所有能够想象出来的质感，所有的效果可以通过材质球实现，计算机会自动计算出运动效果。
6、 经费支出的侧重点不同：由于制作手段的不同而造成的。
a. 二维动画：制作经费在制作人员的工资和拍摄费用上支出较高。
b. 三维动画：制作经费在计算机软件和硬件用上支出较高。