在外观方面，小米Note3与小米6保持一致，均采用四曲面玻璃机身，7系航空铝边框，机身更坚固更轻，比小米6轻6克。
小米Note3搭载的是骁龙660处理器，日常跑分大约在11万左右，性能表现还是比较强悍的；标配6G运存，运行安卓7.1.1的MIUI8.5系统，日常体验也是相当流畅，相比朋友的小米6简单应用打开速度差不多。
而在闪存方面，小米Note3为EMMC5.1，闪存速度大约在270MB/s，但日常体验不是很明显。骁龙660在功耗方面控制确实不错，但相比骁龙835确实要差一些。3500毫安电池，中度使用一天不成问题。
小米note3屏幕技术采用的是第三代康宁大猩猩玻璃，还拥有阳光屏、护眼模式、大屏优化技术，网络技术为双卡、双4G，蓝牙系统为4.1，操作系统为MIUI6，核心数为四核。
在拍照方面，小米Note3的配置堪称顶级。它使用1200万像素双摄像头，分别为等效焦距27mm的广角镜头和灯效焦距52mm的长焦镜头。广角镜头为f/1.8光圈。长焦镜头f/2.6光圈。
功能方面，它提供有人像模式、2倍光学变焦、四轴光学防抖、PDAF相位对焦、暗光增强技术、HDR、全景模式、连拍模式、面部识别功能。
