小米手机4选用骁龙801四核，2.5GHzCPU。3GB大运行内存，16/64GB髙速闪存芯片，性能卓越功耗。5英寸4k，厦普/JDI OGS全迎合屏。3080mAh锂离子电池聚合物锂电池，八百万/1300万前后左右置索尼相机。而小米3配用了2.3GHz骁龙800CPU，选用5英寸1081080显示器，适用超灵巧触摸，內建2GB RAM，分成16/32GB2个容积版本号，除此之外TD版小米3配用了1.8GHz英伟达显卡Tegra 4CPU，其他配备上同样。除此之外，小米3还装有1300万清晰度的主摄像镜头，外置摄像镜头为二百万清晰度背照。外壳薄厚为8.毫米，外壳侧面添加斜线型设计方案，内嵌了一块3050毫安时充电电池。系统软件层面，小米3运作着根据Android 4.3深层订制的MIUI系统软件。