Xiaomi ha equipado el Mi MIX 3 5G con un procesador Qualcomm Snapdragon 855 fabricado en un proceso de 7 nm, que además de ser el de referencia para todos los móviles de gama alta con Android de 2019, equipa un módem X50 que promete alcanzar una velocidad de bajada de hasta 2 Gbps haciendo uso de una de 5G. Esta es la principal diferencia respecto su hermano pequeño Mi MIX 3, que se conforma con el procesador Qualcomm Snapdragon 845 a cambio de bajar su precio hasta los 499 euros.
El resto de características del Mi MIX 3 5G incluyen una pantalla full screen AMOLED de 6,39 pulgadas con resolución FHD+ (2340 x 1080), 403 PPI y una relación de aspecto de 19,5:9 que aprovecha el 93,4 % del panel. En su interior encontramos una configuración de 6 GB de RAM LPDDR4x y 64 GB de almacenamiento interno UFS 2.1, así como una batería de 3800 mAh con carga rápida y conexión USB tipo C. En cuanto a cámaras, destacan los sensores frontales de 24 y 2 megapíxeles que se esconden detrás de un mecanismo deslizante, mientras que en la parte trasera tenemos una cámara dual ultrasensible a la luz con IA de 12 + 12 megapíxeles.