La console a deux écrans:
l'écran du haut est un écran 5:3 auto-stéréoscopique de 90 mm (3,53 po) avec une définition de 800 × 240 pixels (soit 400 × 240 pixels pour chaque œil, WQVGA (en)), ne nécessitant pas de lunettes 3D
l'écran du bas est un écran tactile 4:3 non-3D de 76 mm (3,02 po) avec une définition de 320 × 240 pixels (QVGA)46
Le CPU est un ARM11 double cœur. La Nintendo 3DS utilise le processeur graphique PICA200 de la start-up japonaise Digital Media Professionals (DMP)47. La console pèse approximativement 230 g et, une fois fermée, mesure 134 × 74 × 21 mm46. Les cartouches sont semblables à celles de la Nintendo DS à l'exception d'une petite excroissance sur le côté et de leur capacité supérieure, à savoir une capacité maximale de 8 Go au lancement48.