小米3手機的主要配置如下：
螢幕。5英寸全高清夏普IPS視網膜屏，解析度為1920×1080像素，441PPI，螢幕技術包括超靈敏觸摸和OGS全貼合技術。
處理器。兩種版本，高通驍龍800和NVIDIA Tegra 4，分別支持不同的網路制式。
記憶體和存儲。2GB RAM，提供16GB和64GB兩種內部存儲版本。
攝像頭。1300萬像素主攝像頭和200萬像素前置攝像頭，主攝像頭帶有f/2.2光圈和LED補光燈。
電池。3050mAh不可拆卸式鋰離子聚合物電池。
作業系統。Android 4.2，搭配MIUI V5系統。
網路。支持WCDMA、CDMA2000等網路制式，具體取決於處理器版本。
尺寸和重量。144mm×73.6mm×8.1mm，重量為145g。
顏色。雅黑色、星空灰色、純白色、明黃色、玫紅色、寶藍色、動感綠色等。
其他功能。支持NFC、GPS、A-GPS技術、GLONASS導航、藍牙4.0等。