小米3于2013年9月5日上市。

小米3配备了夏普/LG的全高清IPS屏幕，采用OGS全贴合工艺，屏幕尺寸为5英寸，分辨率为1080P，441PPI。此外也为屏幕配备了流行的超灵敏触摸和湿手操作技术，屏幕采样达到140点/秒。

硬件方面，小米3采用高通骁龙600 MPQ8064处理器，四核1.7GHz，2GB超大内存，8GB高速闪存。小米电视还有WiFi双频，双发双收双倍传输。蓝牙4.0，全面支持蓝牙耳机/音箱/游戏手柄/键盘/鼠标。

系统方面，小米3的操作系统是基于Android 4.2.1的MIUIV5，小米3尺寸为144mm×73.6mm×8.1mm，重量仅145g。小米3还添加了一些新功能：GPS瞬间抓星，Immersion震动、米音2.0、NFC、5G WiFi等。

从正面来看，小米3比较方正，线条分明。边框有弧形处理，并不是平整的，因此虽然整机握持上也有较佳的手感。小米3采用镁铝合金一体框架，压铸成型，手感上更加优秀。

摄像头方面，小米3代配备了1300万像素的堆栈式摄像头，配备了双LED补光灯，为堆栈式传感器，F2.2光圈加上28mm广角，拍摄基础能力仍然不俗。支持最大4128×3096分辨率照片拍摄。