Кватернионы стали основой для создания трёхмерной графики, потому что предоставляют удобное математическое обозначение ориентации пространства и вращения объектов в этом пространстве. 3

Некоторые преимущества кватернионов перед другими методами описания вращений:

• Меньшая вычислительная нагрузка. 4 Кватернионы позволяют выполнять вращения без необходимости вычисления большого количества матриц вращения, что делает их более эффективными с точки зрения вычислительной нагрузки. 4
• Избегание проблем гимбальной блокировки. 4 При использовании углов Эйлера часто возникает проблема гимбальной блокировки, когда два угла совпадают и вращение становится невозможным. 4 Кватернионы не страдают от этой проблемы. 4
• Более естественная интерполяция. 4 Кватернионы обеспечивают более естественную интерполяцию между вращениями, что важно при создании плавных анимаций. 4
• Возможность одновременного вращения по нескольким осям. 5 В отличие от матриц вращения, кватернионы позволяют вращать объект одновременно по нескольким осям, а не последовательно. 5