解题思路：根据合并同类项法则，完全平方公式；幂的乘方，底数不变指数相乘；同底数幂相乘，底数不变指数相加，对各选项分析判断后利用排除法求解．
A、3x2+2x2=5x2，故本选项错误；
B、（x+y）2=x2+2xy+y2，故本选项错误；
C、（x2）3=x2×3=x6，故本选项错误；
D、x3•x3=x3+3=x6，故本选项正确．
故选D．
点评：
本题考点： 完全平方公式；合并同类项；同底数幂的乘法；幂的乘方与积的乘方．
考点点评： 本题考查了完全平方公式，合并同类项法则，幂的乘方，同底数幂的乘法，熟练掌握公式并理清指数的变化是解题的关键．