小米電視3的CPU搭載的是MStar 6A928頂級4K芯片，該SoC采用四核心設計和基于ARM Cortex - A17二次開發，每個核心主頻為1.4GHz，專為電視設計。解碼方面支持H.265 10bit硬解碼，4K視頻解碼能力可達每秒60幀，解碼能力強悍。在GPU方面搭載Mali-760 MP4，具備4+4多處理核心，性能強大。內存方面為2GB DDR3三通道大容量運行內存和8GB eMMC存儲組合，保證系統運行時的穩定和流暢，即便是運行大型應用和游戲的任務都能輕松勝任。

　　小米電視3采用60英寸原裝LG真4K屏，號稱擁有旗艦電視畫質，分辨率為3840×2160，并且擁有178°的廣視角、1200:1的對比度、8毫秒的響應速度，內置的MStar 6A928電視處理器獨有MACE-Pro4 UC+ 第四代高清畫質引擎，包含多種圖像增強技術，使用高色飽技術，NTSC可達85%，畫面真實度更高。內置6M60獨立旗艦圖像處理芯片，搭載高端動態補償全方案，并支持MEMC運動補償技術，有效消除運動圖像拖影。

　　小米電視3系統采用安卓系統5.1.1版本深度定制的MIUI TV版，開機按照步驟簡單進行設置網絡后即可進入系統主界面。小米電視3的主界面和小米電視同系列產品，以及小米盒子產品界面基本一致。小米電視3在界面最左邊有個小窗口的顯示下新增了小米商店、視頻新聞和觀看歷史有線電視內容，主頁最前面的小窗口可以接入VGA或者HDMI信號，是典型的MIUI風格。整個界面完全展示分類，沒有應用抽屜的二級菜單，操作簡單易上手。主要內容為電視、時尚畫報、在線影視、游戲中心、應用市場和設置等等，其中畫報內容可以在電視待機時當作待機的屏保來播放。