Galaxy Watch 3 có hai tuỳ chọn kích cỡ: 41 mm và 45 mm, mặt đồng hồ tương ứng là 1,2 và 1,4 inch, được bảo vệ bởi kính cường lực Gorilla Glass DX. Vỏ đồng hồ bằng thép không gỉ và titanium thay vì nhôm và thép như thế hệ trước.
Samsung mang vòng xoay bezel dạng vật lý trở lại trên Watch 3. Người dùng sẽ dùng vòng xoay để chuyển đổi giữa các widget, mở ứng dụng và cuộn qua lại các thông báo.
Tính năng đo Oxy trong máu lần đầu được tích hợp trên Watch Active 3. Đồng hồ sẽ đo và theo dõi quá trình hấp thụ oxy của người dùng theo thời gian thực, khi tập thể dục hay theo dõi sức khoẻ. Tính năng theo dõi giấc ngủ được nâng cấp, cung cấp nhiều thông số hơn.
So với thế hệ Galaxy Watch đầu tiên, Watch 3 mỏng hơn 14%, nhỏ hơn 8% và nhẹ hơn 15%. Các nút bấm dược chuyển sang dạng tròn và lồi, trông giống những mẫu đồng hồ cơ. Ngoài GPS/Glonass, đồng hồ có cảm biến con quay hồi chuyển, gia tốc kế và phong vũ biểu. Chuẩn kháng nước là 5ATM nên có thể đeo khi đi bơi, nhưng với thời gian và độ sâu giới hạn.
Phiên bản kết nối LTE cho phép nhận và thực hiện cuộc gọi trực tiếp nhờ loa ngoài và micro có sẵn.
Galaxy Watch 3 có đầy đủ tính năng theo dõi sức khỏe tương tự Watch Active 2, bao gồm cảm biến đo nhịp tim, cảm biến đo huyết áp và cảm biến đo điện tâm đồ ECG. Tuy nhiên, tính năng đo điện tâm đồ sẽ có hoặc không, tùy thuộc từng thị trường.
Đồng hồ mới của Samsung được trang bị chip xử lý Exynos 9110, RAM 1 GB và bộ nhớ trong dung lượng 8 GB, lưu trữ được khoảng 1.000 bài hát. Thiết bị này chạy hệ điều hành Tizen OS 5.5 do Samsung sản xuất.
Pin của phiên bản 41 mm đạt 247 mAh và bản 45 mm là 430 mAh.