除了從3750萬到6400萬像素的顯著提升，這款中片幅相機還有諸多技術升級。徠卡S3相機沿用專為徠卡S系統設計的徠卡ProFormat感光元件，30x45mm的尺寸符合35mm全片幅格式相機的經典3:2寬高比，同時增加了56%的感光區域。與前代產品相比，專為徠卡研發的全新6400萬像素感光元件提升了71%解析度，動態範圍提高到15檔，最高ISO感光度達到50000，從容應對任何可以想像的照明情況，充分利用中片幅的優勢。寬敞明亮的單反光學取景器便於構圖，可以通過快速可靠的自動對焦技術精準合焦，並以每秒3幀的連拍速度進行拍攝。除了必要的曝光設置外，取景器中還可顯示電子水平儀。無論何時需要，液晶顯示幕都會顯示即時影像，刷新率達到60fps，支援靜態圖像和視訊模式，並可在圖像上疊加顯示峰值對焦、亮度和曝光參數、裁剪區域、網格和長條圖等拍攝資訊。

 

特有的中片幅感光元件不僅可以全尺寸感光元件拍攝FullHD高畫質影像，還首次可支援4K電影解析度。在拍攝影像素材時，可通過機身內建麥克風或外接設備，收錄48kHz、自動或手動電平調整的16bit立體聲。

 

徠卡Maestro II處理器和2GB記憶體保障了相機的流暢運作，這對於處理感光元件產生的大量資料是必不可少的。使用Leica Image Shuttle應用程式可進行連線模式拍攝，可通過應用程式調整曝光設置，使用USB 3.0介面便可輕鬆將拍攝的DNG和JPG格式照片直接傳輸到電腦上。無需借用其他軟體，徠卡S3也可以直接通過Lightroom Tethered 外掛程式連接到Adobe Lightroom®。

 

相機的GPS功能，可借助衛星定位將精確的地理位置和時間儲存在照片拍攝資訊裡。另外徠卡S3相機還帶有WLAN模組，可通過徠卡FOTOS 2.0應用程式遠端控制相機。