小米3 的外壳为塑料材质。
1、小米手机3采用了全球首发的NVIDIA Tegra 4和高通骁龙800最新版“8×74AB系列”中的 8274AB（联通制式） 和 8674AB（电信制式）顶级四核处理器。
2、小米手机3在工艺、整体性能上有较高提升。小米手机3机身做到了81mm超薄厚度，容纳了3050mAh电池、1300万像素相机、高质量音腔和天线。小米手机3采用了夏普/LG的5英寸全高清IPS视网膜屏幕，屏幕达到1920×1080分辨率，显示精度比小米手机2提高28%。屏幕采用康宁大猩猩二代玻璃，可见划痕减少40%，结构强度提高40%。
3、小米3有一个亮点，小米3采用Atmel公司的maXTouch触控方案，可以支持戴手套直接操作，解决了用户冬天操作触屏手机的痛点。
