会社では Mathematica と MATLAB をよく使っていますが、これらは高いので非該当ですね。むかしはIRIS Explorerも使ってましたが、これも論外ですね^o^;
でもこれらより場合によっては使いやすいと感じて昔からよく使っているのは、やはり定番、gnuplotです。さすがに三次元を自由自在というわけにはいかないと感じてますが、数式をぽんと書くだけで立体的なグラフでもそこそこ描けると思います。postscriptとの相性がよくて、latexに入れやすいのが嬉しいです。
http://t16web.lanl.gov/Kawano/gnuplot/
ExcelやVRMLで立体描画をすることもありますが、こいつらはひと手間かかるわけで、やはり頻度は低いです。
あとは、使ったことはないので本質問的には非該当ですが、周囲でMATLABが支配的なせいか、Octaveは使えるとの評判です。