小米3有移動版的。
外觀塑料材質，機身厚度為8.1mm，機身側邊加入弧線型設計，與諾基亞Lumia系列機型外觀較為接近，與前兩代的圓潤機身有著很大的區別。
處理器移動版采用Tegra 4版本則專屬中國移動的TD-SCDMA網絡。
內存保留了小米2/2S的2GB?RAM，機身存儲提供16GB和64GB兩種版本。同時，小米手機3配備2GB LPDDR3運行內存，提供16GB eMMC4.5高速閃存，進壹步提升了I/O性能。
攝像采用的攝像頭組合為1300萬像素主攝像頭+200萬像素前置攝像頭的組合，主攝像頭的光圈為f/2.2，配備飛利浦雙LED閃光燈，最高可支持1300萬像素每秒連拍10張。同時，小米3還支持NFC與米Hi-Fi等功能。
屏幕采用的是來自夏普和LG的高清IPS視網膜屏幕，屏幕尺寸提升至5英寸，分辨率提升至1080p級別，每英寸像素數達到441PPI，與此前小米2/2S的342PPI相比有著大幅的升級。為了解決大屏和更快處理器帶來的能耗壓力，小米手機3將電池容量增加至3050mAh。