如先前透露消息，小米Note 3在此次北京發表會隨著小米MIX 2一同亮相，並且搭載小米MIX 2未採用的雙鏡頭主相機模組，而產品定位則更傾向為小米6 Plus，藉此彌補小米6未有大尺寸機種版本設計的遺憾。
由於小米6採用的雙鏡頭拍攝效果讓許多人留下深刻印象，但僅推出5.15吋規格卻無法滿足大尺寸螢幕需求，因此僅跟著小米MIX 2發表的小米Note 3，某種程度上可視為小米6 Plus產品定位，透過5.5吋螢幕與3500mAh容量電池吸引更多用戶族群。
至於相機模組部分，小米Note 3採用與小米6完全相同的雙鏡頭主相機模組，同樣配置廣角與遠距變焦鏡頭，並且進一步強化人像拍攝效果，讓人像模式淺景深效果變得更加自然。
硬體規格方面，小米Note 3採用Qualcomm Snapdragon 660處理器、6GB記憶體與64GB (或128GB)儲存容量，螢幕也加入超暗夜光護眼模式，並且加入紅外線遙控與NFC功能。
安全防護部分則加入基於人工智慧的臉部識別解鎖功能，僅需500毫秒時間即可完成識別、解鎖，而此項技術也將用在2μm大進光面積的1600萬畫素視訊鏡頭，配合人工智慧美顏演演算法對應更「聰明」的自拍效果，分別可依據不同膚色、臉部區域提供個別美顏效果，讓自拍效果更加自然。
建議售價部分，小米Note 3亮黑款6GB記憶體+64GB儲存容量規格售價為人民幣2499元、6GB記憶體+128GB儲存容量版本則為人民幣2899元，至於亮藍款僅推出6GB記憶體+128GB儲存容量版本，建議售價為人民幣2999元。上市時間部分，小米Note 3預計9月12日下午2點於中國市場首賣，預計從9月11日晚間8點開放預購。
