3DES使用“密钥包”，其包含3个DES密钥，K1，K2和K3，均为56位（除去奇偶校验位）。加密算法为：

　　密文 = EK3（DK2（EK1（平文）））也就是说，使用K1为密钥进行DES加密，再用K2为密钥进行DES“解密”，最后以K3进行DES加密。

　　而解密则为其反过程：

　　平文 = DK1（EK2（DK3（密文）））即以K3解密，以K2“加密”，最后以K1解密。

　　每次加密操作都只处理64位数据，称为一块。

　　无论是加密还是解密，中间一步都是前后两步的逆。这种做法提高了使用密钥选项2时的算法强度，并在使用密钥选项3时与DES兼容。

　　标准定义了三种密钥选项：

　　密钥选项1：三个密钥是独立的。

　　密钥选项2：K1和K2是独立的，而K3=K1密钥选项3：三个密钥均相等，即K1=K2=K3密钥选项1的强度最高，拥有3 x 56 = 168个独立的密钥位。

　　密钥选项2的安全性稍低，拥有2 x 56 = 112个独立的密钥位。该选项比简单的应用DES两次的强度较高，即使用K1和K2，因为它可以防御中途相遇攻击（英语：meet-in-the-middle attack）。

　　密钥选项3等同与DES，只有56个密钥位。这个选项提供了与DES的兼容性，因为第1和第2次DES操作相互抵消了。该选项不再为国家标准科技协会（NIST）所建议，亦不为ISO/IEC 18033-3所支持。

　　普遍而言，有3个独立密钥的3DES（密钥选项1）的密钥长度为168位（三个56位的DES密钥），但由於中途相遇攻击（英语：meet-in-the-middle attack），它的有效安全性仅为112位。密钥选项2将密钥长度缩短到了112位，但该选项对特定的选择明文攻击和已知明文攻击的强度较弱，因此NIST认定它只有80位的安全性。