相机评测机构 DXOmark 公布小米 Note 3手机的拍照性能实测结果，给出综合 90分的成绩。在相机拍照部分，获得94分，赢过iPhone 8 的 93分；在摄影部分，则仅获得82分。

小米 Note 3在相机配置上，主相机的双镜头皆为1200万画素，采用“广角+ 望远”的组合，主相机的广角镜头，具备F1.8光圈、27mm广角、支持4轴光学防震；望远镜头部分，具备F2.6光圈、2倍光学变焦。至于前自拍镜头，则为1600万画素。

根据 DxOMark 发布的实测结果，指出 小米 Note 3 在相机拍照表现的优点，具备有快速准确的自动对焦能力，自动曝光的准确度不错，很好的变焦功能，以及不错的散景模拟效果。缺点则是，在低光源的拍摄环境下，影像细节容易丧失、高光源拍摄有明显的杂讯、有时则会有明显色偏现象出现。

动态录影部分，影像色彩的曝光、白平衡表现都还算可以。不过，在细节层次的丰富度较不明显、在续影格之间的清晰度不一致。

对于这款价位在万元出头的中阶机款，DxOMark给予小米 Note 3 相机摄影整体表现的评价是：“中阶价格、高阶性能”。

拥5.5吋、全屏幕设计的小米 Note 3，搭载高通S660处理器，被定位为中高阶机种，今年9月率先于中国市场推出，6GB内存搭64GB容量，售价为人民币 2499元。

跟今年自家旗舰机款小米6 相比，小米 Note3 采用米6 四曲面玻璃的机身外型设计，具备米6的亮蓝配色，且机背主相机也采用相同的双镜头，因此也被小米官方称为是“大一号的小米6”。