Гра є першою і єдиною частиною серії, виконаної в тривимірній графіці. За сюжетом на голову черв'яка Джима впала корова, через що він потрапив до лікарні, де лежить в комі. Для того, щоб вибратися з неї, черв'як повинен знайти в своєму підсвідомості мармурові кульки і золоті вим'я, а також здолати лиходіїв, що перемістилися в свій мозок. Гравцеві доступні такі розділи мозку Джима, як пам'ять, щастя, страх і фантазія, в яких потрібно знищувати ворогів за допомогою різної зброї і збирати предмети: кульки мармуру дозволяють Джиму повертати розумові здібності і відкривати нові рівні, а золоті вим'я - отримувати доступ до різних розділів мозку.
Розробка Earthworm Jim 3D тривала три роки. За цей час команда творців зіткнулася з безліччю труднощів, через що випуск неодноразово відкладався, а з самої гри були видалені багато рівні і персонажі, версію ж для приставки PlayStation скасували. Вихід Earthworm Jim 3D був неоднозначно зустрінутий ігровий пресою. Деякі оглядачі позитивно поставилися до дизайну рівнів і звукового супроводу, проте ряд рецензентів розчарувалися в Earthworm Jim 3D через технічні недоробки і уникнути зайвих камер.
Джим стріляє у ворога з бластера. На відміну від попередніх ігор серії, в Earthworm Jim 3D необхідно збирати кульки мармуру і золоті вим'я для проходження
Earthworm Jim 3D являє собою гру в жанрі платформер, виконану в тривимірній графіці. Ігрова механіка схожа з іншими представниками жанру на Nintendo 64, такими як Super Mario 64. Banjo-Kazooie і Donkey Kong 64.
Нові локації в розумі Джима відкриваються шляхом збору золотих вим'я, а нові рівні в кожній локації відкриваються збором мармурових кульок, які підвищують розумність Джима. Про основні завдання розповідає священна корова споглядання. Як і в попередніх іграх Earthworm Jim. незважаючи на численні елементи платформера, основним бойовим методом Джима є стрільба з свого бластера. В ігрових автоматах також можна отримати іншу зброю. За допомогою деякого з них можна цілитися з камерою від першої особи, що дозволяє стріляти в важкодоступних ворогів і об'єкти. Запас кожного зброї обмежений. У деяких випадках належить виконувати певні завдання, наприклад пройти деякий ділянку за обмежений час або ж битися з босом.
У Джима присутні окуляри здоров'я. Якщо персонаж буде схильний до атаки ворога, наткнеться на небезпечний об'єкт або впаде з великої висоти, то окуляри здоров'я будуть зменшуватися. Поповнювати їх можна збором мармурових кульок, а також молекул. які вилітають із знищених ворогів. Крім зброї, у Джима присутні такі можливості, як вертушка (Джим крутить своєю головою як пропелером. Дозволяючи короткочасно летіти), високий стрибок (дозволяє Джиму заплигувати на високі об'єкти), атака хлистом (Джим використовує себе як хлиста) і присідання (дозволяє Джиму ухилятися від зброї ворогів, а також котитися по землі).
Коли Джим грав на акордеоні. на його голову раптово впала корова, через що він потрапив до лікарні, де перебуває в стані коми. Джим прокидається в своєму розумі і виявляє, що він зійшов з розуму. Лиходії з його минулого оселилися у нього в розумі, і якщо щось не відбудеться найближчим часом, Джим залишиться в комі назавжди. Його супер-его бореться в розумі, щоб зупинити безумство. Для того, щоб відновити своє психічне здоров'я, він повинен знайти всі золоті вим'я, а для підвищення розуму - мармурові кульки. Коли Джим входить в свій розум, він дізнається, що чотири локації розуму були взяті під контроль його злочинницькими суперниками, про що йому повідомляє священна корова споглядання. Джима повинен зібрати золоті вим'я, щоб відкрити інші локації, і кульки мармуру, щоб розблокувати рівні в локаціях. В результаті Джим перемагає чотирьох злодіїв, які взяли на себе володіння локаціями його розуму, і, нарешті, виходить з коми.
Розробка і вихід гри Правити
У той же час оригінальний дизайнер серії Девід Перрі продав права на серію. Персонажі повинні були перероблені для переходу від скроллінгового 2D в 3D. Перрі і оригінальний творець серії Дуг ТенНейпел спочатку брали участь в розробці гри в якості другорядних консультантів, але були звільнені з невідомих причин. Обидва заявили, що вони ненавиділи все, що було зроблено з Earthworm Jim 3D. але юридично не могли нічого зробити. ТенНейпел сказав, що відчуває серію «зруйнованої». Проблеми з частотою кадрів і анімацією і раніше виникали в грі, коли вона розробка була на 70% завершена. Спочатку планувалося випустити гру на PlayStation. але в підсумку від цього відмовилися.