В отличие от версии прошлого поколения новинка получила более обтекаемый и тонкий корпус, необходимые разъёмы для подключения к мониторам и телевизорам без функций смарт ТВ. Обновилась и аппаратная начинка. Устройство способно воспроизводить 4K-видео с поддержкой Dolby Vision и HDR10+, а также обеспечивает воспроизведение звука с поддержкой Dolby Atmos и DTS:X.

ТВ-приставка Xiaomi TV Box S третьего поколения работает на основе четырёхъядерного процессора с частотой 2.5 ГГц. За отображение графики отвечает графический чип ARM G310 V2. В Xiaomi отмечают, что новая аппаратная платформа повысила производительность обработки графики на 130%. Устройство поддерживает воспроизведение 4K UHD с Dolby Vision и HDR10+. Также в характеристиках заявлены Dolby Atmos и DTS:X.
В распоряжении пользователей приставки 2 ГБ оперативной памяти и основное хранилище объёмом 32 ГБ. Поддерживаются беспроводные коммуникации Wi-Fi 6 и Bluetooth 5.2.
Для подключения у Xiaomi TV Box S третьего поколения есть HDMI 2.1 и USB 2.0. На устройстве установлена операционная система Google TV. Модель работает на операционной системе Google TV и поддерживает голосовое управление с помощью Google Assistant. Размеры корпуса у приставки составляют 97×97×17 мм при весе 91,2 грамм.
В комплекте поставки есть адаптер питания, кабель HDMI и фирменный Bluetooth-пульт. Стоимость Xiaomi TV Box S третьего поколения составляет около 5 500 рублей.