小米电视3的CPU搭载的是MStar 6A928顶级4K芯片，该SoC采用四核心设计和基于ARM Cortex - A17二次开发，每个核心主频为1.4GHz，专为电视设计。解码方面支持H.265 10bit硬解码，4K视频解码能力可达每秒60帧，解码能力强悍。在GPU方面搭载Mali-760 MP4，具备4+4多处理核心，性能强大。内存方面为2GB DDR3三通道大容量运行内存和8GB eMMC存储组合，保证系统运行时的稳定和流畅，即便是运行大型应用和游戏的任务都能轻松胜任。

　　小米电视3采用60英寸原装LG真4K屏，号称拥有旗舰电视画质，分辨率为3840×2160，并且拥有178°的广视角、1200:1的对比度、8毫秒的响应速度，内置的MStar 6A928电视处理器独有MACE-Pro4 UC+ 第四代高清画质引擎，包含多种图像增强技术，使用高色饱技术，NTSC可达85%，画面真实度更高。内置6M60独立旗舰图像处理芯片，搭载高端动态补偿全方案，并支持MEMC运动补偿技术，有效消除运动图像拖影。

　　小米电视3系统采用安卓系统5.1.1版本深度定制的MIUI TV版，开机按照步骤简单进行设置网络后即可进入系统主界面。小米电视3的主界面和小米电视同系列产品，以及小米盒子产品界面基本一致。小米电视3在界面最左边有个小窗口的显示下新增了小米商店、视频新闻和观看历史有线电视内容，主页最前面的小窗口可以接入VGA或者HDMI信号，是典型的MIUI风格。整个界面完全展示分类，没有应用抽屉的二级菜单，操作简单易上手。主要内容为电视、时尚画报、在线影视、游戏中心、应用市场和设置等等，其中画报内容可以在电视待机时当作待机的屏保来播放。