Sur papier, le CX-3 de Mazda s'annonce comme l'un des VUS urbains les plus dynamiques de l'heure. Ce modèle en devenir adopte la totalité des technologies SKYACTIV mises au point par la marque nippone. Ces technologies visent une réduction du poids, donc de la consommation, sans pour autant atténuer le plaisir de conduire
Pour l'Amérique du Nord, le CX-3 sera équipé du moteur quatre cylindres 2 L qui se retrouve déjà à bord des modèles du multisegment compact CX-5 et de la compacte 3. Mazda précise que toutes les versions du CX-3 seront dotées exclusivement d'une boîte automatique. Celle-ci compte six vitesses.
Le CX-3 se dote d'un rouage à quatre roues motrices incorporant le système à contrôle actif du couple (torque vectoring). Ce dernier est apparu pour la première fois sur le CX-5. En outre, le CX-3 comporte un système de détection et d'alerte de glissement aux roues avant, une première mondiale, qui utilise des signaux de capteurs pour suivre avec précision les intentions du conducteur et les conditions routières changeantes.
D'une longueur hors tout de 4275 mm, la carrosserie du CX-3 adopte les derniers codes visuels élaborés par Mazda. Au-delà de son aspect esthétique, la plastique du CX-3 se veut également fonctionnelle. Elle offre en effet un large champ de vision vers l'avant. Parallèlement, l'installation des rétroviseurs extérieurs sur le panneau de carrosserie des portes a pour effet d'accroître le champ de vision. Afin de maximiser la visibilité à l'arrière, la hauteur de la portion arrière de la ceinture de caisse et la disposition des montants C ont été conçues avec soin, et des glaces de custode ont été ajoutées. Mentionnons enfin que les porte-à-faux ont été réduits pour faciliter les manoeuvres.