从正面看小米3整体显得十分的简洁，又不单调，一整块方方正正的屏幕玻璃、一圈极细的屏幕保护框、两侧露出的圆弧机身边缘、右侧还能看见微微突出的三个按键，屏幕左上角镶嵌在康宁玻璃下能看出金属质感的“MI”LOGO显得很上档次，是整个机身正面的点睛之笔。全贴合的屏幕使得整个正面在熄屏的时候黑的比较彻底，整体感很强。
小米3的三围是144x73.6x8.1mm 厚度只有8.1mm ，在这里我不是要强调它的薄，而是要特意说一下它的设计因素。很多厂商的摄像头都是突出机身的，对外观的整体感有着不可逆的破坏。而小米3通过出色的设计，在仅有8.1mm厚的机身内完全容下了1300万像素的索尼堆栈式摄像头，使得摄像头和机身完全处在一个平面上。这一点，称得上是很多产品比拟不了的国际范设计。
小米3虽然是一款屏幕尺寸达5英寸的大屏手机，机身宽度达到了73.6mm，但是由于小米3机身侧边采用了整体半圆弧的设计。跟苹果索尼一类前后面均为硬直角的设计相比，小米3的握持感舒服了好多。