Die 3sat-Mediathek ist ein Online-Portal, über welches der TV-Sender 3sat seinen Zuschauern ausgewählte Sendungsinhalte im Internet in Form von Online-Streams zur Verfügung stellt. Diese können live oder on demand angeschaut werden. Neben Nachrichten und Magazinen haben die Nutzer der Mediathek beispielsweise auch Zugriff auf Dokumentationen oder Filme.
Die Startseite der 3sat-Mediathek bietet einen Überblick über die zuletzt im Fernsehen ausgestrahlten Beiträge, die in der Mediathek als Online-Stream zur Verfügung stehen. Ansonsten ist die Mediathek in die drei Hauptbereiche "Sendung verpasst", "Sendungen AZ" und "Livestreams" unterteilt.
Der Bereich "Sendung verpasst" versammelt alle an einem bestimmten Tag ausgestrahlte Sendungen, die in der 3sat-Mediathek als Online-Stream erhältlich sind. Der Nutzer kann hier über eine Kalenderfunktion ein von ihm gewünschtes Datum auswählen, woraufhin ihm eine Auflistung der für diesen Tag verfügbaren Sendungen angezeigt wird. Er hat dabei die Wahl, zwischen allen Beiträgen, ganzen Sendungen, Einzelbeiträgen, Gesprächen und Podcasts zu filtern. Eine Besonderheit der 3sat-Mediathek ist es, dass sie den Bereich "Sendung verpasst" nicht wie oft üblich auf die vergangenen ein bis zwei Wochen beschränkt – stattdessen kann der Nutzer hier auf das Programm ab dem Jahr 2005 zugreifen. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die meisten Sendungen aus rechtlichen Gründen nur für einen begrenzten Zeitraum bereitgestellt werden dürfen und sich die Verfügbarkeit älterer Sendungen somit auf nur wenige beschränkt.
Der Bereich "Sendungen A-Z" listet alle in der Mediathek verfügbaren Sendungsformate von 3sat in alphabetischer Reihenfolge auf. Ein Rechtsklick auf den zum Bereich führenden Reiter ermöglicht zudem den Schnellzugriff auf besonders beliebte Formate wie etwa "Kulturzeit", "nano" oder "scobel". Dort ist es zudem möglich, die verfügbaren Videos nach Kategorien wie "Film", "Kabarett / Comedy" oder "Musik" zu durchsuchen. Wie im Bereich "Sendung verpasst" steht auch hier eine Kalenderfunktion zur Verfügung, über welche die Suchergebnisse zusätzlich nach Datum gefiltert werden können.
Der Bereich "Livestream" bietet Zugriff auf den aktuellen Livestream von 3sat. Zudem wird hier das Programm der nächsten sieben Tage angezeigt, das ebenfalls taggenau über eine Kalenderfunktion angesteuert werden kann.
Die 3sat-Mediathek gibt es auch als App, die über Googles Play Store, Apples iTunes und den App Store von Amazon verfügbar ist. Über die App haben Nutzer ebenfalls die Möglichkeit, die Sendungsinhalte von 3sat online in Form von Live- und On-Demand-Streams anzuschauen. Die App erlaubt es darüber hinaus, bestimmte Sendungen zu abonnieren oder in einer Merkliste abzulegen.