与iQOO 3一样，iQOO Neo3搭载全新的高通骁龙865处理器。采用先进的7nm工艺制程和Cortex-A77架构，支持双模5G。相比前代高通骁龙855 CPU性能提升了25%，功耗降低25%，内置Adreno650 GPU相较前代性能提升25%，功耗降低35%。

由高通骁龙865处理器、LPDDR5和UFS 3.1闪存组成“性能铁三角”的配置，iQOO Neo3占齐两项，虽然没有搭配LPDDR5，但是LPDDR4X规格的内存与骁龙865和UFS 3.1规格闪存的强悍组合也让iQOO Neo3的性能优势发挥自如。采用UFS3.1的iQOO Neo3与UFS3.0 的Neo 855版相比，顺序读取速度16%、顺序写入速度37%。实测iQOO Neo3的顺序读取速度为1718MB/s，顺序写入速度将达到740MB/s，随机读取速度将达252MB/s，随机写入速度将达213MB/s。

实测在本机上复制一段2.19GB的影片用时也就3.14秒左右，这速度可谓称得上是闪传，由此可见UFS3.1的高速传输果然不是空有虚名。