FiiO BTR3k je vybaven duálním setupem DAC se dvěma vysoce výkonnými DAC od značky AKM, AK4377A. Ve srovnání s BTR3 nabízí čistší a lepší dekódování zvukového signálu. FiiO BTR3k je vybaven dvěma nezávislými křišťálovými oscilátory, stejně jako vlajkový model značky. Dva duální oscilátory dosahují 22,5792 MHz / 24,576 MHz. Zajišťují dobrou kvalitu zvukového výstupu po dekódování a poskytují uživatelům křišťálově čistý zvukový výstup s ostrými detaily a zážitkem bez šumu a chvění. FiiO BTR3k je vybaven vlajkovým čipem Bluetooth od společnosti Qualcomm, CSR8675. Je vybaven technologií Bluetooth 5.0 s podporou různých typů kodeků Bluetooth s vysokým rozlišením, jako jsou LDAC, aptX HD, aptX LL, aptX, SBC, AAC a mnoho dalších. Čip zajišťuje silné a stabilní připojení Bluetooth. FiiO BTR3k má dva výstupní porty, jeden 3,5 mm port a jeden 2,5 mm vyvážený port. Jednostranný 3,5 mm port je schopen dodat výkon 25 mW, zatímco 2,5 mm vyvážený port má výkon 78 mW. FiiO BTR3k je vybaven portem USB typu C, který je možné použít k použití zařízení jako USB DAC.