Mặc dù được giới thiệu là 1 mẫu chip 4 nhân, tuy nhiên NVIDIA Tegra 3 sở hữu đến 5 nhân thực Cortex-A9 (Variable Symmetric Multiprocessing), gồm 4 nhân hiệu năng cao với mức xung lên đến 1.5GHz cùng 1 nhân ‘companion’ riêng chỉ dành cho các công việc nhẹ nhàng. NVIDIA Tegra 3 sẽ kích hoạt sử dụng hoặc 1 nhân ‘companion’ hoặc cả 4 nhân hiệu năng cao tùy thuộc vào ứng dụng đang hoạt động đòi hỏi khả năng tính toán nhiều hay ít. Kết quả của việc sở hữu 5 nhân Cortex-A9 trong Tegra 3 là tăng cường thời gian dùng pin của thiết bị di động, có thể lên đến 12 giờ nếu chơi video HD.

NVIDIA Tegra 3 được sản xuất trên tiến trình công nghệ 40nm, và bên cạnh 5 nhân xử lý Cortex-A9, Tegra 3 cũng tích hợp GPU 12 nhân, đảm bảo mang đến sức mạnh xử lý đồ họa hơn 3 lần so với thế hệ Tegra 2 trước đây. Thiết bị di động đầu tiên được trang bị chip NVIDIA Tegra 3 là Eee Pad Transformer Prime của ASUS, sẽ chính thức được bán ra thị trường trong tháng tới.