在系统方面，小米M3采用的自家的基于安卓4.2.1的MIUI V5系统，而Nexus 5，搭载的是Android 4.4系统代号为“KitKat”，该系统特别针对低端Android设备进行了优化，能够为这些设备提供更加稳定更加流畅的操作系统。
小米M3特色应用，在特色应用方面，小米M3将米音功能隐藏在了声音选项中，并支持双麦克降噪。手机也可以使用米音功能来增强音效，很是实用。显示选项中，小米还提供了3D显示功能，打开该功能之后就能够支持3D游戏效果。另外小米还提供了手套模式，能够开启超灵敏触控，证明小米M3的屏幕是能够支持超灵敏触控的，冬天终于不用摘掉手套了。显示选项中，小米还提供了3D显示功能，打开该功能之后就能够支持3D游戏效果。另外小米还提供了手套模式，能够开启超灵敏触控，证明小米M3的屏幕是能够支持超灵敏触控的，冬天终于不用摘掉手套了。
谷歌Nexus 5在Android 4.4系统中引入了全新的“启动器”，尽管并未有特别震撼的大概进，但是各种实用改进非常丰富，深化了Google Now语音能力，并加强了搜索功能。Google Now现在改成从左向右滑动屏幕开启了，可解决用户的更多问题和提问，并可以使用“OK Google”启动之后的语音指令。在进行Google搜索的时候，也许会看到“Open in App”的按钮，说明Google可直接将搜索结果转变成应用里的相应页面呈现给你。Hangouts应用能够收发SMS短信，并将其整合到应用中，但是有点遗憾的是Google Voice依然还未整合。
