搭載了主頻2GHz 64位四核處理器S905（Cortex-A53），在配合HDMI 2.0加持下，支持H.265 10bit 4K 60幀真4K解碼輸出（最高支持發(fā)色數(shù)10.7億色，相比上代提高了60倍），同時它內(nèi)置的是“3+2”核GPU，小米強(qiáng)調(diào)單顆GPU頻率提升25%，5核即可達(dá)到上一代8核的計(jì)算速度。此外，小米盒子3標(biāo)配了小米藍(lán)牙語音體感遙控器，支持體感游戲、語音搜片、語音控制等，比如用戶可以用語音搜片，語音控制定時關(guān)機(jī)、快進(jìn)快退、開啟應(yīng)用、快速換集等操作。小米盒子3內(nèi)置了MIUI TV版電視系統(tǒng)，內(nèi)容方面全面升級83%，匯聚iCNTV、GITV、芒果TV、華數(shù)TV四大資源，同時還有小米10億美元打造百家視頻網(wǎng)站大聯(lián)盟，內(nèi)容升級至44萬小時。