小米MIX3采用了全新的6.39英寸滑盖全面屏设计(19.5：9比例，AMOLED屏)，这也是该项设计的全球首发，磁动力滑轨设计的寿命可以达到30万次。得益于此，小米MIX3的屏占比来到了93.4%。分别有黑色、翡翠色以及宝石蓝三款配色。

拍照上，小米MIX3配备了后置双12000万变焦双摄，其中广角镜头为IMX363，f/1.8，1.4微米;长焦镜头为三星S5K3M3+，f/2.4，1.0微米。支持光学变焦和四轴光学防抖。前置方面则是前置2400万+200万柔光双摄(主镜头为IMX576)，支持前置视频实时虚化。