小米MIX3在外观设计上采用了全新的全面屏设计，与vivoNEX有很高的相似度。它配备了6.39英寸的LGOLED屏幕，前置镜头采用升降式设计，位置位于屏幕中间，由丘钛科技提供。而小米3则采用了当时较为流行的设计，拥有3.5英寸的屏幕，前置摄像头位于屏幕上方，整体设计更为传统。
小米MIX3的屏幕采用了OLED技术，提供更出色的显示效果和更低的能耗。而小米3则使用了传统的LCD屏幕，虽然显示效果也相当不错，但在色彩饱和度和对比度上略逊于OLED屏幕。
小米MIX3搭载了骁龙845处理器，性能强劲，能够流畅运行各种大型游戏和应用。而小米3则搭载了骁龙801处理器，虽然性能也相当不错，但与MIX3相比，在处理复杂任务和大型游戏时可能会有所逊色。
小米MIX3配备了4000mAh的大电池，能够提供较长的续航时间。而小米3的电池容量为3050mAh，虽然在当时也算不错，但与MIX3相比，续航能力稍显不足。
小米MIX3采用了Tye-C数据接口，支持快速充电。而小米3则使用了MicroUS数据接口，虽然功能上没有太大差异，但Tye-C接口在耐用性和兼容性上更胜一筹。小米6（包含）之后的机型取消了3.5毫米耳机接口，而小米3保留了这一接口。
小米MIX3作为小米概念机系列的一部分，采用了全陶瓷机身，配备迄今为止最大的屏占比，达到了93.4%。这一设计不仅展现了小米在技术创新上的实力，也引领了全面屏手机的发展趋势。
小米MIX3在外形上与vivoNEX有很高的相似度，特别是在升降式前置摄像头的设计上。这种设计在当时是一种创新，也为全面屏手机的发展提供了新的思路。
小米MIX3的发布对智能手机市场产生了重要影响，它不仅展示了小米在技术创新上的实力，也推动了全面屏手机的发展。它的推出也标志着小米在高端市场布局的开始。
小米MIX3在多个方面都超越了小米3，无论是外观设计、屏幕技术、处理器性能、电池容量还是独特的设计理念，都显示出小米在智能手机领域的不断进步和创新。