vivo Z3 采用了 vivo 最新推出的“灵动水滴屏”设计，屏幕大小为 6.3 英寸，2280×1080 FHD+ 全高清分辨率、屏占比提升至 90.3%；机身采用了 3D 微弧设计，配色提供星夜黑、极光蓝和梦幻粉三种渐变色。vivo Z3 采用红外人脸识别，内置的超广谱摄像头支持可见光与红外光的双通，拍照和红外相机二合一。

配置上，vivo Z3 搭载了骁龙 670/710 移动平台，CPU 性能相比骁龙 660 提升 20%，能效比提升 25%，配备最高 6GB+128GB 的存储组合，配合 Jovi AI 引擎智能优化能够全面大幅度提升游戏开启和运行加载速度。拍照部分采用前置双核1200万像素加后置1600万+200万像素双摄组合。

其他方面，vivo Z3 搭载 3315mAh 电池容量，全系标配双引擎闪充充电头，20分钟即可充电30%；游戏上还搭载由系统加速引擎和游戏加速引擎组成的双涡轮加速引擎 vivo Dual-Turbo，并新增 4D 游戏震感功能，通过内置处理器智能实时分析多种游戏场景，通过 AI 算法智能匹配不同程度的震感反馈。