魅族MX3分为16G、32G、64G、128G四个版本，16GB价格为2499元，32GB价格为2699元，64GB价格为3099元，128G价格为3999元。
配置方面，魅族MX3处理器采用Exynos 5410双四核处理器，包含了ARM Cortex-A7核心和Cortex-A15核心，主频1.6GHz，采用28nm制程。魅族MX3还搭载800MHz频率2GB内存和533MHz频率PowerVR SGX 544MP3 GPU，独创的CPU和显示屏分离式双路散热系统为超高性能硬件提供了十分可靠的散热方案。MX3运行flyme 3.0系统，电池容量2400mAh，不可拆卸设计。
拥有魅族专利设计的MX3天线设计，保证了高频3G信号、WiFi信号、GPS信号的出色表现。另外，魅族MX3重新回归音乐，采用欧胜WM5102音频解码芯片，带来更高音质享受。
摄像头方面，魅族MX3采用了索尼定制的第三代800万背照式摄像头和前置200万像素背照式摄像头。主摄像头拥有F2.0超大光圈和29层镀膜的第二代蓝玻璃镜片，拍摄图像处理采用四通道富士通ISP，加以第四代白平衡算法和“零延时拍照”技术，实现了智能手机中最快的20张/秒连拍。
屏幕方面，魅族MX3采用5.1英寸屏幕，1800×1080分辨率，独有15:9比例，PPI达415像素/英寸。屏幕采用夏普CGS制造工艺，一体化全贴合技术，材质为康宁大猩猩保护玻璃。边框设计为超窄边框，仅有2.90mm宽，比MX2的3.15mm更窄，使得屏占比也更高。
尺寸方面，魅族MX3的外观尺寸为139.0x71.9x9.1mm，MX3为大屏单手操作最舒适的71.9mm宽度机身配以贴合掌心的R角弧线，厚度仅为9.1mm，比MX2的10.2mm纤薄不少。整机重量143g，颜色前黑后白，后盖放弃了之前的双料注塑工艺，采用IML薄壁成型技术。后盖可以打开，不过不能拆卸电池和不支持内存卡扩展。
魅族为大屏定义了全新的“大交互”和“大视觉”，进行324项交互优化和1579个应用画面更新，针对 MX3开发了让大屏大为好用的 Flyme 3.0系统(基于 Android 4.2)，将魅族手机操作系统、云服务、在线应用的体验提升到新的境界。Flyme 3.0升级Smart Bar的同时加入了侧划菜单、下拉悬停等专利操作和上划解锁等多项手势操作，在交互上解决了“大屏幕单手轻松操作”的难题。