此次，红米3搭载了高通定位中低端的处理器骁龙616，在日常性能一致的情况下，相比骁龙615功耗更低，并且不会出现锁核现象。在散热方面，红米3在内存与处理器封装的芯片上以及闪存芯片上均覆盖有散热硅胶。
下图为，拆卸下来的红米3主板正面特写，主要可以看到高通处理器芯片、东芝ROM存心芯片以及电源管理芯片等，如下图所示。
红米3主板的另外一面则主要包括射频芯片以及功放芯片等，如下图所示。
在底部主板方面，红米3将Micro USB数据接口移回至居中位置，右侧则是通话麦克风。
电池方面，红米3内置了4100mAh大容量电池，对于一款入门机来说，大容量电池十分难得。由于可拆卸的硬壳电池变成了不可拆卸的软壳电池，这也是目前节省机身体积大增电池容量的普遍做法。
