小米3是一款搭载高通骁龙801处理器,配备5英寸1080P屏幕的智能手机。其内存容量为2GB/3GB,存储容量为16GB/32GB/64GB。前置相机为200万像素,后置相机为1300万像素,支持1080P的视频录制。小米3支持4G网络,并且配备2200mAh的电池容量,运行MIUI V5自定义操作系统。整体机身尺寸为144 × 73.6 × 8.1mm,重量为145g。