三维空间直线的方向向量是指沿着该直线可以在三维空间中运动，但与该直线垂直的方向。任意一条直线方向向量都可表示为i、j、k三个单位向量的线性组合，其中i，j，k分别代表x，y，z三个方向的单位向量，用表示，其中ai，bj，ck是实数，此时就称为该直线的方向向量。既然该直线的方向向量可以由表示，因而可以根据向量的加法、乘法等特性对其进行各种处理，从而可以解决三维几何之中较为复杂的问题。