Objek matematika yang deduktif-aksiomatik menyebabkan kemampuan abstraksi siswa yang rendah. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengkaji kemampuan abstraksi matematis siswa pada materi dimensi tiga. Studi kasus digunakan dalam penelitian ini, dengan kasus tunggal dan analisis ganda. Kasus dalam penelitian ini adalah lemahnya kemampuan abstraksi matematis siswa pada materi dimensi tiga dan analisis ganda digunakan untuk mengetahui faktor–faktor penyebab rendahnya kemampuan abstraksi matematis siswa. 14 siswa kelas XII pada satu SMK Negeri di Kabupaten Karawang menjadi subjek penelitian. Instrumen tes dan non-tes digunakan dalam penelitian ini, lima soal uraian yang memuat indikator merepresentasikan gagasan matematika dalam bahasa dan simbol, mengidentifikasi karakteristik objek yang dimanipulasi atau diimajinasikan, mengaplikasikan konsep pada konteks yang sesuai, membuat hubungan hubungan antarproses atau konsep untutk membentuk suatu pengertian, melakukan manipulasi objek matematis yang abstrak. Sedangkan, instumen non-tes berbentuk wawancara tidak terstruktur kepada responden yang terpilih. Subjek penelitian diberikan lima soal uraian untuk diselesaikan dan dianalisis untuk melihat faktor–faktor level abstraksi siswa. Wawancara tidak terstruktur sebagai bagian yang tidak terpisahkan dari pengumpulan analisis level abstraksi siswa. Adapun, kriteria level-level abstraksi yang meliputi level pengenalan (recognition), level representasi (representation) dan level abstraksi struktural (structural abstraction). Hasil penelitian menyimpulkan bahwa level abstraksi siswa disebabkan persepsi siswa terhadap materi matematika yang sulit, menghubungkan antar konsep dalam dimensi tiga, membayangkan dan memanipulasi objek. Deductive-axiomatic mathematical objects cause students' low abstraction abilities. Therefore, this study aims to examine students' mathematical abstraction abilities on three-dimensional material. Case studies were used in this study, with single cases and multiple analyses. The case in this study is the weakness of students' mathematical abstraction skills on three-dimensional material and multiple analysis is used to determine the factors that cause students' low mathematical abstraction abilities. 14 students of class XII at one State Vocational School in Karawang Regency became the research subjects. Test and non-test instruments were used in this study, five descriptive questions containing indicators representing mathematical ideas in language and symbols, identifying the characteristics of objects that were manipulated or imagined, applying concepts in appropriate contexts, making relationships between processes or concepts to form an understanding, manipulate abstract mathematical objects. Meanwhile, the non-test instrument was in the form of an unstructured interview to the selected respondents. The research subjects were given five description questions to be completed and analyzed to see the factors of students' level of abstraction. Unstructured interviews as an integral part of collecting student abstraction level analysis. Meanwhile, the criteria for abstraction levels include the level of recognition, the level of representation and the level of structural abstraction. The results of the study concluded that students' level of abstraction was caused by students' perceptions of difficult mathematical material, connecting between concepts in three dimensions, imagining and manipulating objects.