小米盒子 3 增強版採用了 64 位 A72 架構的六核處理器（MediaTek MT8693 64 bit 2x 2GHz A72 + 4x 1.6GHz A53），時脈為 2GHz，支援 4K H.265 10bit 硬解碼，可以驅動 4K 超高畫質影像的播放；GPU 方面，使用 Power VR GX6250。同時配 2G LPDDR3 64bit RAM 與 8GB eMMC5.0 ROM，支援 OpenGL3.1/OpenCL，帶來更好的遊戲相容性。
配件有語音體感遙控器，內含 6 軸感測器，能捕捉到玩家的每一個細節動，方便作玩體感遊戲，並通過藍牙與小米盒子 3 增強版進行連接。
小米盒子 3 增強版還支援 802.11ac 雙頻段 2.4GHz / 5GHz 的 Wi-Fi 無線網路，通過連接小米路由器，可以直接播放路由器中存儲的影視資源。
原生支援杜比數位+（Dolby Digital Plus）及 DTS 2.0 高音質音訊編碼格式，在播放藍光等高畫質影音時，聲音更具動態效果，帶來身臨其境的影音效果
。
雖然功能主要在網路電視上，但作為播放器的基本USB播放功能也有不錯的表現。小米盒子3增強版支援所有主流視頻格式，如 FLV、MOV、AVI、MKV、TS、M2TS、 MP4、3GP、MPEG、OGM 等 4K 高畫質播放；當然，圖片、音樂播放也更是必備的功能。
小米盒子3增強版售價為人民幣 399 元，將於 2016 年 3 月 18 日早上 10 時開售，不過由於版權等問題，在台灣販售的機率並不高。