O estudo da turbulência é muito relevante em mêcanica dos fluidos. Esse fenômeno complexo e caótico vem sendo objeto de investigação durante muitos anos por esta diretamente relacionado com a eficiência energética de diversas aplicações da engenharia, como aviões e tubukações de elevada extensão, por exemplo. Diversas técnicas de visualização de escoamentos foram desenvolvidas ao longo dos anos para auxiliar este estudo, dentre elas a Velocimetria por Imagem de Partícula Tomográfica (Tomographic Particle Image Velocimetry - tomo-PIV). Com esse método se pode obter um campo de velocidades tridimensional do escoamento, sendo possível avaliar todas as derivadas espaciais. No presente trabalho, a técnica de tomo-PIV foi aplicada em um escoamento turbulento de água em duto de seção quadrada com o objeto de se obter um campo de velocidade tridimensional. Visto que esse experimento é um dos primeiros no Brasil sobre o tema, buscou-se um entendimento aprofundado sobre o sistema e procedimento utilizados a fim de fermentar futuros estudos. Uma seção de testes foi especialmente adaptada para atender as necessidades do experimento. Os resultados obtidos mostram que atécnica foi aplicada com sucesso, chegando-se a um campos de velocidade com boa resolução espacial e baixa incerteza, em concordância com experimentos bem executados da literatura. Além disso, o trabalho apresenta uma ampla revisão teórica sobre a técnica, expondo os princípios básicos, equações relevantes, algoritmos envolvidos e principais elementos do sistema.