三维速度合成可以通过矢量相加来实现。假设有一个物体在x轴上以速度Vx匀速运动，同时在y轴上以速度Vy匀速运动，以及在z轴上以速度Vz匀速运动。

则它的三维速度可以用矢量v=(Vx, Vy, Vz)表示。

根据矢量相加的原理，可以得到它的合速度V=sqrt(Vx^2 + Vy^2 + Vz^2)，即矢量的模长。

同时，合速度方向的夹角可以通过tanθ=Vz/sqrt(Vx^2 + Vy^2)来计算，其中θ为合速度方向与x轴正方向的夹角。综上所述，三维速度合成的公式为V=sqrt(Vx^2 + Vy^2 + Vz^2)，tanθ=Vz/sqrt(Vx^2 + Vy^2)。