New Nintendo 3DS har en rekke forbedringer i maskinvaren i forhold til Nintendo 3DS fra 2011. Konsollen har oppgraderte prosessorer og økt RAM i forhold til originalen, bruker ansiktssporing med frontkameraet for å gjengi en mer stabil 3D-funksjon og har to ekstra skulderknapper og en ekstra analog stikke på høyresiden av konsollen. I likhet med Nintendo 3DS, har New Nintendo 3DS en større variant med større skjermer, (kjent som New Nintendo 3DS LL i Japan). Den minste varianten av New Nintendo 3DS har utskiftbare frontdeksler og primærfargede ABXY-knapper.