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。而魅族MX采用直板大屏幕触控设计，同时配备了主流的4英寸的屏幕，1600万色的分辨率为640*960像素，配以全球最自然亮丽的ASV的屏幕材质，全面提高了液晶屏幕的可视角度、液晶颗粒的反应时间、色彩对比度和屏幕亮度，于舒适的使用距离下达到视网膜技术水平，极致视觉体验完美呈现。魅族MX的机身尺寸为121.3x63.3x10.3mm，重量为139g。
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。而魅族MX搭载了一颗三星Exynos 4210双核芯处理器，主频为1.4GHz，拥有1GB的RAM和1GB的ROM，硬件配置相当强劲。系统方面魅族MX使用Android 2.3系统(兼容apk应用程序)，定位于3G互联网手机，号称手持上网利器。
小米3的操作系统是基于Android 4.2.1的MIUI V5。而魅族MX采用基于Android操作系统自主设计。
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，拍摄基础能力不俗。支持最大4128×3096分辨率照片拍摄。而魅族MX配备了一枚800万像素BSI CMOS摄像头加LED闪光灯，最大光圈是F/2.2，ISO可在50至3200之间进行调整，最大分辨率可达3264x2448，同时支持1080P摄录，帧数可达30Fps。此外还支持电子防抖、自动感应对焦、任意点对焦、照片地理标记、4倍数码变焦、全景拍照、笑脸拍照、宽动态技术(WDR)。另外还有一枚30万像素的前置摄像头。
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