随着计算机辅助设计、计算机图形学的快速发展，三维CAD已逐渐取代了传统的二维CAD成为了产品信息表达的核心媒介。CAD网格模型是一种中性文件表达方式，模型文件数据量少，显示速度快，可视化程度高。目前，该模型在产品设计、制造、工艺、装配、浏览等环节得到广泛的应用。但同时，现有的网格模型中又会存在冗余信息过多、缺少几何拓扑信息以及模型显示精度难以调整等问题。因此，本文针对现有网格模型中存在的问题，对三维CAD网格模型的关键技术进行了研究，主要研究内容如下：首先，分析了现有网格模型的数据表示以及模型细分算法中存在的问题，提出了一种的新的网格模型的数据表示方法——具有几何拓扑的CAD网格模型。描述了该网格模型的数据结构，几何信息以及拓扑关系信息。基于提出的具有几何拓扑的CAD网格模型基础上，提出了一种新的细分算法——分类细分算法。该算法可以弥补传统细分算法在CAD网格模型中的不足，并且可以有效控制模型细分后网格数量的增长。最后，对本文所研究的内容进行了实现，阐述了具有几何拓扑的CAD网格模型转化解决方案，实现了本文相关的细分算法、展示了三维可视化显示平台InteVue以及该模型在三维标注中的应用。