该机搭载了高通骁龙 8 Gen 2 领先版 SoC，辅以 LPDDR5X 内存 + UFS 4.0 闪存，配备 1850mm² 超薄不锈钢 VC 均热板 + 高密度石墨，散热总面积 10943mm²。

此外，小米 MIX Fold 3 采用了 4800mAh 容量的小米澎湃电池，支持 67W 有线快充以及 50W 无线充电。雷军称该机合上体验媲美 iPhone，展开要做最好的折叠屏。