Phablet tầm trung mới nhất của Samsung sở hữu màn hình 5,5 inch, độ phân giải 720 x 1.280 pixel, mật độ điểm ảnh 267 ppi. Trong khi đó, Galaxy Note 3 được trang bị màn hình nhỉnh hơn 0,2 inch, độ phân giải 1.080p, mật độ điểm ảnh 386 ppi.
Cả hai được tích hợp giao diện người dùng TouchWiz UX chạy trên nền Android 4.3 do chính Samsung thiết kế. Người dùng có thể sẽ nhận được bản cập nhật lên KitKat 4.4 trong thời gian tới.
Galaxy Note 3 Neo có camera sau 8MP hỗ trợ đèn flash LED và camera trước 1,9MP. Trong khi đó, bản đi trước có phần vượt trội hơn khi sở hữu camera sau 13MP.
Nhân đồ họa của Neo hoạt động nhanh hơn so với Mali 400 của Note II, nhưng yếu hơn so với Adreno 330 hoặc Mali T628 của Note 3. Tuy chỉ có 2 GB RAM, nhỏ hơn so với 3 GB trên Note 3, nhưng Neo vẫn rất mượt mà khi chạy nhiều ứng dụng cùng lúc. Ngoài bộ nhớ trong 16GB, cả hai đều hỗ trợ khe cắm thẻ nhớ microSD để mở rộng dung lượng lưu trữ.
Bên cạnh vẻ ngoài, hai người anh em của dòng Note còn giống hệt nhau về tính năng, phần mềm và nhất là được trang bị bút cảm ứng S Pen. Dù là phiên bản giá rẻ, nhưng Note 3 Neo được trang bị đầy đủ tính năng cho S Pen như Air Command, Multi-Windows... Dung lượng pin của Neo là 3.100 mAh, ít hơn một chút so với 3.200 mAh trên bản Note 3.
Note 3 Neo sẽ có hai phiên bản 3G chip lõi tứ tốc độ 1,6 GHz và LTE chạy chip xử lý 6 lõi Exynos (hai lõi Cortex A15, tốc độ 1,7 GHz, và bốn lõi Cortex A7s, tốc độ 1,3 GHz). Trong khi bản LTE với chip lõi tứ Snapdragon 800 xung nhịp 2,3 GHz hay Exynos 5 tám lõi xung nhịp 1,9 GHz của Note 3.