Tegra 4/骁龙800两个版本处理器

小米3最大的亮点当然在于更快的CPU了，此次小米3将有两个版本的CPU发售，其中NVidia Tegra 4采用四核1.8GHz 全Cortex-A15架构，4+1省电核芯，对应的版本是移动TD，而骁龙800版对应的为联通和电信3G，这两款处理器是NVIDIA和高通的最新产品，性能均达到了顶级，在发布会上雷军称，这两个版本处理器的安兔兔跑分均达到了36000分。

更大的屏幕

除了面积增大到5.0英寸以外，小米3的屏幕还将分辨率提升到1080P，达到目前主流水平，另外，屏幕还采超灵敏技术，支持戴手套操作，或者是手上即使沾水也能正常操控屏幕。

1300万像素摄像头

小米3采用和小米2S的32GB版同样的1300万像素索尼堆栈式摄像头，并且支持RAW格式保存，令细节更丰富。小米3还采用了飞利浦双LED闪光灯，在同等功耗下亮度提升30%，能够在暗光拍出明亮的照片。电池容量也有所增加，为3050mAh，不过已经不能更换了。