小米2S的“熊貓機”設計，採用了鋁鎂合金一體成型邊框，擁有3.9mm的窄邊框，造型時尚簡約，邊角圓潤，有非常明顯的安卓機風格。此次發佈的小米3設計風格有了巨大的改變，圓弧的邊角變為硬朗的直線，為了更好地貼合手掌，側邊採用了弧形設計，外形看起來與諾基亞Lumia非常相似。並且該機採用一體框架鑄成工藝，不能更換電池也是在所難免的。

▲機身正面

　　兩款手機的螢幕上方均為標準配備，感應器、聽筒、前置攝像頭。而螢幕下方的虛擬按鍵仍舊延續了小米歷代産品的佈局，從左至右分別為功能表、HOME、返回鍵，但小米3的虛擬按鍵被設計為隱藏式，至右操作時背光點亮才能看到。

▲機身正面上方

▲機身正面下方

　　小米3機身背面設計與之前的小米2S相差較大，雖然兩者都採用了塑膠材質，但小米3加入了膚感涂層，增加了手感。

▲機身背面

　　攝像頭位置有所調整，小米3背部攝像頭為由800萬提升至了1300萬，並且小米3配備了LED雙補光燈。另外，小米2S背部的揚聲器也被移至其他位置。機身背面下方是小米公司的品牌logo等資訊。

▲機身背面上方

▲機身背面下方

　　小米2S機身頂部只有一個3.5mm耳機介面，而小米3由於採用一體設計機身，頂部又多出一個SIM卡槽，你會發現這個卡槽出奇的大，原因是它依舊採用了標準SIM卡設計，這可能是考慮到老米粉用戶的需求，換手機仍無需剪卡。另外，小米3機身頂部還配備一個4孔的降噪麥克風。

▲機身頂部

　　小米2S和3的機身底部是獨立揚聲器和Micro USB介面，其中小米3這部分的揚聲器設計非常精緻，採用了0.5毫米鐳射鐳射工藝雕刻出120個收音/放音孔，同時具備麥克風和揚聲器的功能。

▲機身底部

　　兩款手機的左側設計非常簡約，沒有任何按鍵點綴。右側上段是音量按鍵和電源鍵，其中音量按鍵採用了一體式設計，除了可調節系統音量外，還能在拍攝界面下調節焦距。

▲機身左側

▲機身右側

　　小米2S機身三圍為126x62x10.2mm，而小米3的機身三圍是144x73.6x8.1mm，較上一代産品機身厚度銳減，雖然機身尺寸變大，但重量卻仍保持在145g。