小米盒子3增强版比标准版的CPU性能提升了80%、GPU3D性能提升了240%。此外，小米首次在盒子上使用Cortex-A72处理器，主频2GHz，同时采用802.11ac2×2双天线双发双收，实测传输速率高达300Mbps，较小米盒子3提升了50%。
“小米盒子3增强版”采用6核CPU，包括：2核Cortex-A72+4核Cortex-A53 64位处理器，同时搭载了Power VR GX6250 GPU性能强大，与iPad Air2所用的A8X处理器GPU同源，支持4K超高清视频、3D游戏，并支持OpenGL3.1/OpenCL，具备较强的游戏兼容性。
