iQOO U3x采用常规设计，机身厚8.4mm，重约185.5克，有幻蓝和雅灰两种配色，其中灰色是磨砂质感，表面离子镀膜工艺打造，而幻蓝是渐变色，手感细腻随光影变化。

配备一块6.58英寸中置打孔水滴LC直屏，Full HD +分辨率，支持90Hz刷新率和180Hz触控采样率，前置一枚800万像素摄像头，f/2.0大光圈。背后是一枚1300万主摄和200万景深双摄像头，支持AI智能场景优化拍摄。

内拥有五重散热系统，9颗温度传感器+液冷导热热管+导热凝胶+高高热铜箔+双层立体石墨散热片和智能散热管理系统，官方宣称可以降低10摄氏度。配备5000mAh大电池，结合全新AI省电技术，最初可连续播放视频13.2小时，玩游戏10.1小时。支持18W快充，一小时可以充至70%电量。

搭载高通骁龙480移动平台，有4GB+128GB，6GB+64GB和8GB+128GB三种储存配置可选，还支持储存扩容技术，4GB版本等效7GB版本，最高配等效11GB内存体验。支持5G双卡双待，有Multi-turbo 5.0游戏优化，还自带全系游戏魔盒和Monster模式，运行Origin OS操作系统。