任天堂3DS家族是任天堂开发，并于2011年起推出的掌上游戏机家族，于2020年9月停止生产。前代机种为任天堂DS家族，后续由任天堂Switch取代。

任天堂3DS是一款任天堂于2011年春季推出的便携式游戏机，和上世代的任天堂DS家族均同样使用双屏显示，最大特点之一是利用了“自动立体”技术，让使用者不需配戴任何特殊眼镜便可感受到立体的3D图像效果。该平台向下兼容任天堂DS和任天堂DSi的软件。强调的核心概念是“随身携带、相互交流、每日新体验。”，而口号是“不需要3D眼镜的DS”。

任 天堂3DS LL/XL是任天堂3DS的衍生机型，并于2012年6月22日举办的“Nintendo Direct 2012.6.22”网络发表会上公布，最大特色为双屏幕尺寸从既有3DS的3.53 吋/3.02吋，加大为4.88 吋/4.18吋。而其他包含的更改地方还包括增加少许的续航力、外型更为圆滑、上屏幕的周围不再使用黑色面板、耳机孔移到左方、更长的触控笔等等，分辨率和功能上则无任何差异。

2012年9月28日台湾及香港地区同步发行繁体中文版的“Nintendo 3DS”以及“Nintendo 3DS XL”。2012年11月1日中国大陆地区由神游科技发行的简体中文版“iQue 3DS XL”主机正式公布，12月1日起陆续供货对外发售。

任天堂2DS是由任天堂开发的掌上游戏机。游戏机的消息公布于2013年8月，并于2013年10月12日在北美、欧洲、澳大利亚和新西兰和《神奇宝贝 X·Y》同时发行。

任天堂2DS是任天堂3DS的入门版产品，维持了相同的硬件、相似的功能，并兼容为任天堂DS及3DS设计的游戏。但2DS的没有沿用之前机种的双面板翻盖设计，而是改为单触屏LCD直板，也没有使用任天堂3DS标志性的裸眼立体3DS显示技术。作为对任天堂3DS游戏市场扩张的刺激，2DS和3DS及3DS XL共同发售；任天堂北美总裁雷吉·菲尔斯-埃米称，2DS最初定位于低龄玩家（比如小于7岁），他们曾以潜在的眼睛健康为由，建议不要让孩童使用3DS的3D功能。

任天堂2DS获得褒贬不一的评价；积极评价称赞了和高端产品共存的2DS的定价与定位，许多批评则集中于主机和3DS相比的退化，如外形设计不如3DS有吸 引力，较低的声音质量以及电池使用时间。然而一些评论称赞2DS的外形设计比3DS更为坚固易持，特别是就目标市场而言。一些评论还认为，缺少3D支持表明，任天堂认为这种概念是时尚潮流；但任天堂后来表示，裸眼3D仍将是他们未来计划的一环。

新任天堂3DS是一款任天堂将于2014年10月11日起在日本推出的便携式游戏机，是针对任天堂3DS的新版机型。

新任天堂3DS与原版任天堂3DS相比，增大了屏幕的面积、采用了机能更强的CPU、加入了近场通信模块、一对新肩键“ZL”和“ZR”及右摇杆“C-Stick”、并使用了可视角度更大的新立体显示上屏幕、采用体积更小巧的microSD及microSDHC储存卡、提升了摄像头的成像素质、支持网络视频播放，支持外壳自定义等功能。

2017年4月27日，任天堂正式发表新任天堂2DS XL/LL。于2017年7月13日在日本地区上市、并且在2017年7月28日在北美地区上市。

新任天堂2DS XL/LL和新任天堂3DS XL/LL尺寸相同，最大的不同点在省略3D显示功能，并带来更轻薄的机身。根据任天堂的说明“2DS LL除了画面皆以2D显示之外，其他都和3DS LL拥有近乎相同的机能。”和取消折叠开盖设计、以双2D屏幕上下并列的平板机身设计的任天堂2DS不同，新任天堂2DS XL/LL机身采可折叠的设计。3DS LL和2DS LL对照比较之下，上画面液晶同样为4.88吋，重量则是329g和260g，2DS LL更为轻薄。支持超过1,000款任天堂3DS游戏，并且跟新任天堂3DS一样内置可以与amiibo联机的NFC功能。

在2020年8月初公开的第一季（截止至2020年6月）任天堂财报中任天堂3DS主机在全球已售出7,587万台及游戏软件在全球已售出3亿8,407万份，而任天堂随后于2020年9月宣布3DS家族所有机型停产。