真三軸試驗系統是用于測試立方體或棱柱形試樣的力學特性。立方體試樣尺寸一般采用100x100x100mm，棱柱形式樣尺寸采用75x75x150mm。也可定做其他尺寸的試樣。提供試樣制備組件。通過一個觀察窗可以看到三軸室中的試樣，也可以看到PIV等其它測試裝置。
本系統可以獨立控制土樣在三個方向上的正應力。通過對三個方向正應力的獨立控制，真三軸試驗可以實現更大范圍的加載條件。真三軸系統有以下三種類型：
應力控制，帶柔性邊界
應變控制，帶剛性邊界
混合邊界
本系統包括一個三軸壓力室、兩對作動器（分別在豎向和水平方向）。這些作動器可以是液壓型、氣動型，也可以是電機型，每一邊均處于對稱位置，用于控制荷載和位移。取決于力控制還是位移控制。第三個軸方向由液體（水）以圍壓方式提供壓力。
本系統可以應力控制和應變控制進行試驗。它配備有荷載、位移和壓力傳感器，并可以獲得局部應變位置和剪切帶的展開。
試驗中，試樣上所有豎向應力和兩個水平方向應力、液壓力及孔隙水壓力均連續記錄下來，所有數據均可傳輸至PC，并用專用軟件進行分析處理。
豎向和水平位移由安裝在每個活塞桿上LVDT進行測試。此系統不但可以通過作動器施加靜態荷載，還可以施加動態荷載，頻率達5Hz。
土工真三軸試驗一般有兩種方式，早期傳統的方式為伺服液壓加載，方案則為更先進的伺服電機控制加載了。
與液壓真三軸相比，Wille電機控制真三軸系統具有如下顯著優勢：
高精度，位移控制分辨率高達0.0001mm，可嚴格按照用戶要求精確施加各種荷載波形
可利用兩種閉環控制模式（荷載和位移），實現控制精度
低噪聲
無需維護，而液壓系統每年投需要進行維護（更換液壓油及清潔油管和接頭等）
無需制冷，而液壓系統需要連續不斷的自來水或空氣對液壓泵進行冷卻
