进入21世纪，CAD造型技术在理论上并没有出现人们期待已久的重大突破，但是在应用和实用技术方面还是取得了不少的进展，这表现在以下几个方面：
图形交互功能改进
CAD软件是产品创新的工具。既为工具，则务求易学好用、得心应手，形成一个友好的、具有某种智能化的工作环境。这样的工作环境可以开拓使用者的思路，解放其大脑，让其集中精力于设计创作，而并非软件的操作次序或使用规则。
1.智能化的图标菜单
多层次的弹出式或下拉式菜单已不能满足使用者的需求。良好的菜单结构可以使设计周期提前20%～50%。智能化的图标菜单结构是CAD软件今后的发展趋势。
好的菜单结构是：用户在图形操作区和菜单区之间移动光标的次数要尽量少，菜单层次要尽量少，菜单要直观、简洁、明了，菜单项排列要根据使用频率自动组合、调节位置，操作指令结构要十分简化。
2.“拖放式”造型
设计就是灵活的修改。直观地、实时地对三维实体进行“拖放式”的设计与修改一直是设计人员追求的目标。在变量化技术的支持下，利用形状约束和尺寸约束可以分开处理的灵活性，已经实现了对零件上的常见特征直接以拖动方式直观、实时地进行图示化编辑修改的功能。今后的发展方向是实现智能化的、完全的“拖放式”造型。
3.动态导引器
目前在某些软件中，伴随光标而随时随地弹出菜单的操作模式已经越来越多。随着光标的移动，动态导引器自动拾取、判断所有的模型元素的种类及空间相对位置，理解使用者的设计意图，记忆常用的步骤，并提示使用者下一步可能要做的工作。这是软件智能化的一个很好的应用范例。
应用功能改进
1.发展功能高度集成化的CAX体系
在CAD软件中，软件改进主要有两种途径。一是改进整体性能，优化内部数据结构和算法，改进易用性;一是改进功能集成性，在一个软件体系结构下实现更多的应用功能集成。即用一个CAX软件来快捷地、一路畅通地开发出客户所需要的产品。预计在市场上形成完善、强大的CAX体系只需3～5年的时间。
例如，从工业设计到结构设计一体化，即CAID与CAD的集成，以确保设计人员可以完全自由地表达自己的意图，从产品外观到内部结构，来自由流畅地进行技术创新、性能或结构改进以及高级渲染着色。
2.知识融合技术
知识融合技术是能够进行自动化过程设计、管理可能性因素和实践性因素的一门技术。它让用户能够创建和保存自己的规则和过程，物理、化学或者在其它领域创建的工程规则都可以被集成，例如装配材料的花费、加工公差的极限、冲压的工序和模具注射过程等项目都可以保存和评估，并且大量实现自动化过程处理。用户可以方便地选择他们所需要的方案，就如同现在建造参数化特征一样简单。大量的过程自动化可以为工业界带来可重复利用过程的革命。
3.特定工业过程的智能向导
过程向导融合了业界特有的过程知识，把设计技术中复杂的因素连接到了自动的过程当中。例如EDS的NX软件有许多智能化的过程向导：注塑模具向导、级进模具向导、齿轮工程向导、冲压工程向导、焊接助理、加工专家顾问、强度向导、优化向导等。这些过程向导将极大地改进工作流程的效率，生产率可以成倍提高。
4.系统化造型
使用系统化造型，设计者能够通过改变产品中的任何零件，进行各种变型，来查看完整的产品及其生产过程。新一代的CAD软件将参数化造型技术提升到了更为高级的系统和产品设计的层面上。系统级的设计参数可以由产品向下驱动其子系统、装配以及最终的零件。对于产品定义模板的修改将通过自动化的途径，控制并映射到所有相关的子系统和零部件之上。
系统功能改进
1.CAD软件中加入PDM功能
具有PDM功能的CAD软件正在逐渐为用户所认识和接受。实现设计协同是未来CAD的主要发展方向之一。设计协同的虚拟会议可促进设计人员之间自由讨论、发表见解，团队能够把想法立体化，并立即见到在产品所有方面的结果。通过消除通讯瓶颈，设计协同功能能解决在工程师、供应商与客户间对关键产品设计问题的协调工作。当团队成员正工作在产品设计的方方面面，而且是位于不同国家、城市或设计团队时，设计协同使异地数据共享成为可能，即使位于同一办公楼的团队也能从实时共享与检查设计改变中获益。
2.PLM环境中的CAD
在PLM解决方案中，CAD功能是其中必不可少的一个有机组成部分，简称为PLM3D。在PLM环境中的CAD功能与独立运行的CAD软件在使用的定位上有一定的层次上的差异。独立的CAD软件强调数据的关联，具有PDM功能的CAD软件强调数据的共享，而PLM中的CAD功能则强调在产品全生命周期内的数据的管理，以及基于这些数据而工作的各地、各企业、各部门、各工作组之间的协同。
在PLM的中性CAD数字化模装中，利用JT格式，可实现多CAD数据来源的虚拟产品的整机大装配，以及对零部件厂商的协作管理，还可以以PLM3D来作为数字化工厂布置的基础数据，也可以作为后期产品维护/维修的仿真数据。