「ライカQ3」の要といえるのが、トリプルレゾリューション技術を取り入れた新しい裏面照射型CMOSセンサーです。この撮像素子では、記録画素数を6000万画素、3600万画素、1800万画素の3種類から選んでDNG（RAW）形式またはJPEG形式で画像を記録できます。6000万画素を選べば、被写体のディテールや質感まで捉えることができます。3600万画素や1800万画素を選んだ場合には、カメラの高速性能の十分な活用、連写持続性の向上、ファイルサイズを小さくセーブできる、などのメリットがあります。どの記録画素数を選んだ場合も、撮像素子の全域を使用して撮影します。ISO感度の設定範囲はISO 50～100000です。 また、パナソニック社との協業による「L² Technology（エルスクエア・テクノロジー）」から生まれた「LEICA MAESTRO（ライカ・マエストロ）」シリーズ最新世代の画像処理エンジンを搭載し、動作速度もさらに向上しました。

レンズはライカを代表する大口径レンズ「ライカ ズミルックスf1.7/28mm ASPH.」を採用。このレンズは最短撮影距離17cmのマクロに設定して撮影することもできます。高精細な画像が撮影できることに加え、デジタルズーム機能を使って撮影することも可能です。デジタルズーム機能では、28mm、35mm、50mm、75mm、90mm相当の画角を選ぶことができます。また、「ライカ・パースペクティブ・コントロール（LPC）」と「ライカ・ダイナミックレンジ（LDR）」という2種類の実用的な撮影アシスト機能も新たに追加しています。これらの機能を使えば美しいJPEG画像を生成でき、撮影後の処理は必要ありません。

オートフォーカスシステムも大幅に進化しています。まず、位相差検出方式を追加したハイブリッドオートフォーカスシステムを新たに採用したことで、さらに高速・高精度なピント合わせや追尾が可能になりました。また、空間認識（DFD）技術も新たに採用されています。精度の点では最も優れているコントラスト検出方式に、位相差検出方式、DFD技術、そしてインテリジェントな物体認識技術を組み合わせたオートフォーカスシステムが被写体をシャープかつ鮮明に捉えます。また、576万ドットの新しい有機ELファインダーを搭載し、被写体をクリアかつシャープに映し出します。

液晶モニターは高精細3.0型のタッチパネル液晶で、新しい機構によるチルト式が採用されました。これにより、撮影時のアングルの自由度が高まり、クリエイティビティをより自由に発揮した写真表現や映像表現が実現可能です。また、チルト式の液晶モニターを採用しながら、防塵・防滴性能では「ライカQ2」と同じIP52相当を確保しています。

接続性については、「ライカQ2」と同様にBluetoothやWi-Fiによってシームレスかつ高速な通信が可能です。「ライカQ3」は高度な通信技術であるMIMO（Multiple Input Multiple Output）にも対応しており、ライカ専用アプリ「Leica FOTOS」へのデータ転送速度が「ライカQ2」に比べて約10倍速くなりました。これにより、モバイル機器と連携してのクリエイティブな制作ワークフローがよりスムーズになります。また、「Leica FOTOS」との新たな連携機能として、動画データもモバイル機器へ転送できるようになったほか、JPEG画像を独特の美しい印象に仕上げることができる「Leica Looks」を「Leica FOTOS」からダウンロードできるようになりました。「Leica FOTOS」との安定した接続と高速転送速度はこれらの新機能を利用する際にも活かされます。さらに、接続モードをエコモードやハイパフォーマンスモードに設定するなど、モバイルワークフローの効率化や「ライカQ3」の電力消費を抑えることもできるようになりました。また、「ライカQ3」は「Made for iPhone」「Made for iPad」としてApple社の認定を受けており、付属のLeica FOTOSケーブルで接続すればiPhoneやiPadユーザーも「ライカQ3」を活用してクリエイティブな表現を楽しめます。

動画撮影については、8K動画を記録できるようになったほか、きわめて効率的なコーデックであるH.265やApple ProResにも対応しました。これにより、多種多様なコンテンツ制作のニーズに応えることができるようになっています。HDMI端子とUSB Type-C端子も新たに実装し、ジンバルやモバイルバッテリー、外部ディスプレイレコーダーなどとも接続できるようになりました。USB Type-C端子を活用すれば「Capture One」や「Adobe Photoshop Lightroom」でのテザー撮影も可能になり、コンパクトデジタルカメラでありながらも用途の幅がさらに広がります。