Nos últimos anos, os estudos de arte rupestre no Brasil têm tido um grande avanço quanto à construção de modelos interpretativos deste tipo de vestígio arqueológico ainda pouco conhecido e explorado. Apesar dos desafios em localizar, registrar e preservá-las ao longo do vasto território brasileiro, um número pequeno, mas devotado, de pesquisadores tem documentado e estudado minuciosamente milhares de pinturas e gravuras rupestres em várias regiões do país por meio de técnicas tradicionais. Apresentamos aqui um estudo de caso realizado no rio Madeira, no estado de Rondônia, no qual conjugamos a metodologia tradicional com novas tecnologias para o registro de gravuras rupestres, o laser scanning terrestre e a fotogrametria de luz estruturada. Essas novas tecnologias proporcionam, entre outras vantagens, precisão, acuidade e rapidez na documentação de gravuras rupestres, assim como de seu entorno paisagístico. Em última instância, o trabalho do arqueólogo é gerar modelos interpretativos do registro arqueológico, baseados em uma documentação o mais fiel possível para que esses modelos possam ser testados e revistos. As tecnologias de modelagem 3D elevam nossa capacidade a um novo patamar metodológico.