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一加Ace3Pro搭载高通骁龙8Gen3旗舰芯片，配合LPDDR5X内存与UFS4.0闪存组成“性能铁三角”，安兔兔跑分突破216万。《原神》60帧最高画质下，游玩30分钟，平均帧率59.72帧，功耗仅3.42W，机身温度控制在43℃以内。其独家搭载的PixelworksX7Gen2独显芯片，更实现原生120帧游戏体验，配合240Hz触控采样率，使《王者荣耀》等竞技游戏操作延迟低至8ms，被选为2024年和平精英职业联赛官方用机。
一加Ace3Pro配置有二代天工散热系统，9126mm²超大面积VC均热板，配合2041W/m·K超临界导热石墨，使《崩坏：星穹铁道》连续运行1小时，帧率波动仅0.8帧。直播《永劫无间》3小时，全程保持118帧以上，堪称“物理外挂级”的游戏表现。
一加Ace3Pro配备的6.78英寸1.5K分辨率曲面屏，采用X1发光材料，亮度高达4500nit，即使在强光下也能清晰可见。屏幕支持1～120Hz的8TLTPO技术高刷，更是让屏幕流畅度达到了新的高度。还有明眸护眼技术加持，包含了硬件级低蓝光、类自然光显示、褪黑素保护、明眸低频闪、高亮可视/暗光护眼以及超精密环境光自适应六大方案，而且通过了德国莱茵TÜV智能护眼3.0认证。
一加Ace3Pro全球首发6100mAh硅碳负极冰川电池，能量密度达763Wh/L，体积比传统电池缩小5%却容量提升22%。重度使用场景下：连续游戏4小时（《原神》+《王者荣耀》各2小时）仍剩24%电量；日常混合使用（短视频+社交+导航）亮屏超14小时。
一加Ace3Pro支持的100W超级闪充，25分钟即可将6100mAh电池充满电，10分钟充电即可满足半日使用。电池在1600次循环后，容量保持率超85%。
一加Ace3Pro后置的5000万像素主摄，采用索尼IMX890传感器，拥有1/1.56英寸大底，支持OIS光学防抖，加上哈苏调色技术的加持，在日常使用中，照片的色彩饱和度更为出色，各种场景下均能展现出良好的成像质量，尤其是适合喜欢拍照的年轻人。