La méthode de calcul 3CL concerne uniquement les logements (maisons individuelles, appartements, immeubles collectifs d'habitation).
La méthode 3CL a connu 3 versions en 2006, 2013 et 2021 en application des évolutions des directives européennes.
La méthode de calcul repose sur des données décrivant le logement saisies par le professionnel dans un logiciel. Cette méthode de calcul n'est pas parfaite et, malgré son apparence de rigueur mathématique, n'est pas supérieure à la méthode des factures.
Les logiciels utilisés par les professionnels font appel à un composant logiciel ("moteur" de calcul) que le ministère du logement a fait développer par un prestataire. En juin 2024 une anomalie significative a été corrigée dans ce "moteur" après 3 ans d'utilisation. Elle concerne les DPE de la zone géographique H2d (départements Alpes-de-Haute-Provence, Ardèche, Drôme, Lozère, Vaucluse) : la majorité des DPE des logements établis entre mi 2021 et mi 2024 dans ces départements s'avèrent surévalués d'environ 10 à 15%.

Les données suivantes, saisies en entrée de la méthode de calcul 3CL, sont exploitées dans le calcul des étiquettes 'énergie' et 'climat', et l'évaluation des mesures d'amélioration proposées par le professionnel.
L'emplacement géographique et l'altitude, qui déterminent le climat, ont un impact important sur les consommations de chauffage et de climatisation calculées selon la méthode 3CL. Un même logement aura par exemple de meilleures performances énergétiques s'il est bâti sur le littoral méditerranéen que s'il est bâti dans l'Est de la France ou dans une région montagneuse.
La méthode 3CL évalue les déperditions des parois :
Ces parois déperditives sont caractérisées par leur surface et un coefficient de transmission thermique U (en W/m².K), connu ou estimé, proportionnel aux déperditions de chaleur au travers de la paroi. Plus le coefficient U est faible, meilleure est l'isolation. L'isolation (intérieure, extérieure ou répartie) de la paroi par une couche de matériau isolant réduit la valeur de U.
La méthode 3CL évalue les déperditions des fenêtres, qui dépendent de leur surface et de leur coefficient de transmission thermiques.
Les déperditions des fenêtres dépendent de leur type de vitrage (simple, survitrage, double ...), du matériau constituant leur châssis (bois, PVC, ...), de leur protection éventuelle par des volets.
Ces caractéristiques sont évaluées respectivement par les coefficients Ug (U de la paroi vitrée), Uw (U de la fenêtre entière), Ujn (U de la fenêtre entière + volet).
Les déperditions des ponts thermiques sont linéiques et se produisent à l'interface entre 2 parois (par exemple : mur / refend, mur / plafond, mur / plancher) ou entre une fenêtre et un mur. Ces déperditions des ponts thermiques sont en général plus élevées dans les bâtiments récents que dans les bâtiments anciens. En isolant la paroi par l'extérieur il est possible de les réduire de manière importante.
La ventilation, aussi appelée "renouvellement d'air", peut être naturelle (par défaut d'étanchéité des fenêtres, tirage des conduits de fumée, ...) ou mécanique (simple ou double flux).
La ventilation des logements doit être 'générale et permanente' (arrêté du 24 mars 1982), c'est-à-dire avoir lieu même quand les fenêtres sont fermées. Une ventilation insuffisante peut notamment causer l'apparition de condensation et le développement de moisissure dans les pièces d'eau.
Cependant plus la ventilation est forte, plus les déperditions de chaleur sont importantes. La ventilation doit donc être optimisée, pour trouver un équilibre entre les exigences de renouvellement de l'air et de réduction des déperditions de chaleur.
La méthode 3CL soustrait les apports gratuits des déperditions. Ces apports sont principalement apportés par l'énergie solaire transmise par les fenêtres. Elle dépend notamment de l'orientation et de la présence de masques (balcon, immeubles, ...) qui font obstacle à la lumière du jour.
L'inertie du bâtiment traduit la réponse plus ou moins rapide du bâtiment au changement des températures extérieures. Un bâtiment à forte inertie réagit plus lentement qu'un bâtiment à faible inertie. Cette caractéristique permet par exemple d'atténuer l'effet d'une vague de chaleur ou de froid, le bâtiment à forte inertie conservant plus longtemps une température moyenne. La méthode 3CL avantage les bâtiments à forte inertie. L'inertie dépend du matériau et de l'épaisseur des murs, plafonds, et planchers, ainsi que du mode d'isolation thermique. Un bâtiment isolé par l'extérieur a une inertie plus forte qu'un bâtiment isolé par l'intérieur.
La méthode 3CL tient compte des caractéristiques des systèmes. Les rendements énergétiques différent en effet selon l'âge et la technologie (les chaudières au gaz à condensation ont par exemple un rendement supérieur aux chaudières à gaz classiques, les pompes à chaleur un meilleur rendement que les convecteurs électriques).
La méthode 3CL tient compte des équipements de régulation (thermostat, ...) et des équipements de programmation des systèmes de chauffage qui permettent d'optimiser la consommation.