Fiio BTR3k je vybavený duálnym setupom DAC s dvoma vysoko výkonnými DAC od značky AKM, AK4377A. V porovnaní s BTR3 ponúka čistejšie a lepšie dekódovanie zvukového signálu. Fiio BTR3k je vybavený dvoma nezávislými kryštálovými oscilátormi, rovnako ako vlajkový model značky. Dva duálne oscilátory dosahujú 22,5792 MHz/24,576 MHz. Zaisťujú dobrú kvalitu zvukového výstupu po dekódovaní a poskytujú užívateľom krištáľovo čistý zvukový výstup s ostrými detailmi a zážitkom bez šumu a chvenia. Fiio BTR3k je vybavený vlajkovým čipom Bluetooth od spoločnosti Qualcomm, CSR8675. Je vybavený technológiou Bluetooth 5.0 a podporou rôznych typov kodekov Bluetooth s vysokým rozlíšením, ako sú LDAC, aptX HD, aptX LL, aptX, SBC, AAC a mnoho ďalších. Čip zaisťuje silné a stabilné pripojenie Bluetooth. Fiio BTR3k má dva výstupné porty, jeden 3,5 mm port a jeden 2,5 mm vyvážený port. Jednostranný 3,5 mm port je schopný dodať výkon 25 mW, zatiaľ čo 2,5 mm vyvážený port má výkon 78 mW. Fiio BTR3k je vybavený portom USB typu C, ktorý je možné použiť na použitie zariadenia ako USB DAC.