Одна из главных особенностей Mix Fold 3 заключается в наличии улучшенного шарнирного механизма, который способен выдержать 500 тыс. циклов складывания. Это значительно больше 400 тыс. циклов складывания у представленного недавно Honor Magic V2 и 200 тыс. циклов складывания, которые, по словам разработчиков, выдерживают прошлогодние складные смартфоны Google и Samsung.

Новинка оснащена основным 8-дюймовым дисплеем OLED с поддержкой разрешения 2160 × 1916 пикселей, частотой обновления 120 Гц и пиковой яркостью 1300 кд/м². Для сравнения, у аналогичного смартфона-книжки Galaxy Z Fold5 от Samsung внутренний дисплей имеет диагональ 7,6 дюйма. От механических повреждений экран у новинки Xiaomi защищает ультратонкое стекло. Внешний 6,56-дюймовый AMOLED-дисплей поддерживает разрешение 2520 × 1080 пикселей и поддерживает частоту обновления 120 Гц. Экран защищён стеклом Corning Gorilla Glass Victus 2. Оба дисплея поддерживают технологии Dolby Vision и HDR10+.

Основная камера Mix Fold 3 объединяет в себе четыре сенсора. Основной 50-мегапиксельный сенсор (f/1.8) дополняется ультраширокоугольным 12-мегапиксельным датчиком (f/2.2), телеобъективом на 10 Мп и перископным объективом на 10 Мп. Поддерживается съёмка видео формата 8K на скорости 24 кадра в секунду, 4K — на скорости до 60 кадров в секунду, а также видео 1080p — на скорости до 1920 кадров в секунду. В дополнение к этому имеется 20-мегапиксельная фронтальная камера, которая поддерживает съёмку видео 1080p на скорости до 60 кадров в секунду. Камеры и программное обеспечение для обработки изображений создавались совместно с компанией Leica.

Аппаратной основой новинки стал производительный восьмиядерный микропроцессор Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 (одно ядро Cortex-X3 с частотой до 3,36 ГГц, два ядра Cortex-A715 с частотой до 2,8 ГГц, два ядра Cortex-A710 с частотой до 2,8 ГГц и три ядра Cortex-A510 с частотой до 2,0 ГГц). За обработку графики отвечает ускоритель Adreno 740. Поддержку работы в сетях связи пятого поколения (5G) обеспечивает модем Snapdragon X70. Смартфон будет доступен в версиях с 12 или 16 Гбайт оперативной памяти и накопителем на 256 или 512 Гбайт, а также 1 Тбайт. Автономную работу обеспечивает аккумуляторная батарея на 4800 мА·ч с поддержкой проводной зарядки 67 Вт и беспроводной зарядки 50 Вт.