Điểm nhấn đầu tiên trên ROG Phone 3 không gì khác chính là chip Snapdragon 865+ mới từ Qualcomm đi kèm tốc độ xung nhịp lên đến 3,1 GHz, kết hợp RAM LPDDR5 lên đến 16 GB và bộ nhớ trong UFS 3.1 512 GB. Chip mới có nghĩa điện thoại hiện hỗ trợ 5G, tuy nhiên nó chỉ làm việc với mạng Sub-6 GHz. Pin của máy có dung lượng lên đến 6.000 mAh thuộc diện cao nhất trong thế giới smartphone.
Màn hình ROG Phone 3 giữ nguyên kích thước đường chéo 6,6 inch với tỷ lệ khung hình 21:9, tuy nhiên tốc độ làm mới đã tăng từ 120 Hz lên 144 Hz. Mặc dù vậy, ASUS cung cấp nhiều tùy chọn cấu hình, do đó người dùng có thể đặt màn hình thành 60 Hz, 90 Hz, 120 Hz hoặc 144 Hz tùy thuộc nhu cầu của người dùng.
Hệ thống âm thanh cũng được nâng cấp với thiết lập âm thanh nổi hai loa đạt 75 điểm từ bài kiểm tra chất lượng âm thanh từ DxOMark và là điểm số cao thứ hai trên thế giới smartphone.
Để giải quyết lượng nhiệt tăng thêm do có 5G và tốc độ làm mới màn hình cao, ASUS cho biết họ đã thiết kế một hệ thống làm mát mới, với tản nhiệt lớn hơn 6 lần so với thế hệ trước để tản nhiệt tốt hơn. Toàn bộ hệ thống làm mát sử dụng nhiều lớp yếu tố làm mát, và như thường lệ, có một lỗ thông hơi ở mặt sau để giúp giải phóng khí nóng.
Một nâng cấp đáng chú ý khác nằm trong AirTriggers ở bên cạnh điện thoại được sử dụng ở chế độ ngang. Hiện tại chúng hỗ trợ các tính năng như cử chỉ hoặc điều khiển chuyển động, do đó người dùng có thể vuốt qua vùng cảm ứng hoặc lắc điện thoại để điều khiển bổ sung. Ngoài ra, mỗi khu vực cảm ứng có thể được chia thành hai, vì vậy người dùng có thể nhận được trải nghiệm hiệu quả ở hai vai mỗi bên điện thoại.
Thiết lập máy ảnh hiện có ba camera, gồm một camera chính là cảm biến 64 MP, cùng với camera cực rộng 13 MP và camera macro 5 MP. Khả năng quay video cũng tốt hơn với sự hỗ trợ 8K và thậm chí cả video chuyển động chậm ở 4K và 120fps.
Thiết kế tổng thể của điện thoại rất giống với năm ngoái, bao gồm cổng USB-C gắn bên cạnh, vì vậy nhiều phụ kiện như Dock TwinView và bộ điều khiển ROG Kunai vẫn được hỗ trợ. Các phụ kiện khác, chẳng hạn như vỏ, đã được thiết kế lại cho điện thoại mới.
Bên cạnh ROG Phone 3, ASUS cũng công bố phiên bản Strix của điện thoại. Sản phẩm này chỉ đi kèm chip Snapdragon 865, RAM 8 GB và bộ nhớ trong 256 GB. Mặc dù vậy giá bán và thời điểm phát hành của sản phẩm không được công bố.