上螢幕右側配置有調整 3D 立體顯示景深強弱的微調滑桿,越往上調畫面立體感會越強烈(雙眼視差加大),越往下調畫面立體感會越微弱(雙眼視差減小),調到最底時會關閉 3D 顯示切換為 2D 顯示。玩家可以根據自己的喜好來微調 3D 立體顯示效果。不過滑桿的調整功能必須配合遊戲軟體設計,現場展示的遊戲軟體有部分會強制維持 3D 模式,無法調整或關閉。當遊戲軟體以 3D 模式運作時,上螢幕右側的 3D 指示燈會亮起。
在操作按鈕部分,N3DS 除了既有的十字鍵與 A / B / X / Y / L / R 鈕之外,並於十字鍵上方追加了 1 組滑動式的類比墊,提供 3D 遊戲更精確靈活的操作。功能按鈕部分除了既有的 SELECT / START 鈕之外,還新增了 1 組 HOME 鈕,全都配置於下螢幕下緣。
任天堂美國總裁瑞吉‧費斯艾米(Reggie Fils-Aime)在展前發表會尾聲時表示,為了彌補與會者無法透過大螢幕觀賞到 N3DS 的 3D 立體顯示效果,因此特別請出上百名龐大陣容的展示女郎人手一台 N3DS 供與會者親自體驗。現場展示的是互動式的示範畫面,輪流顯示瑪利歐、皮克敏、庫巴、薩爾達、薩姆斯等任天堂招牌遊戲角色的 3D 立體畫面,可透過新增的類比墊來控制視角、3D 微調滑桿來調整立體感或關閉 3D 立體顯示。
N3DS 上螢幕畫面相當明亮清晰,不過當開啟 3D 立體顯示時,左右可視角會被侷限在不到 30 度的狹窄範圍內,一旦視角偏移超過此範圍,畫面就有可能會出現跳動或是疊影,因此不易旁觀。上下可視角比左右可視角來得大上許多,比較不受視角偏移的影響。
在開啟 3D 立體顯示的狀況下,N3DS 上螢幕所呈現的立體感相當顯著,能清楚的感受出遠近不同景物的層次感,由於立體感相當鮮活,因此 GNN 編輯在觀看時常常不自覺地想要傾斜畫面從不同角度觀賞這些景物,不過現場的展示並沒有提供這樣的功能(相關報導)。當嘗試著調整 3D 微調滑桿時,可清楚察覺到立體感由強轉弱到零的變化。
觀看距離也會影響 3D 立體顯示的效果,離螢幕越近立體感越弱,離螢幕越遠立體會越強,不過立體感太強時眼睛對焦會變得吃力,維持適中的距離可得到最均衡的效果。
從展示中也可以看出 N3DS 的 3D 繪圖能力比起 NDS 有著長足的進步,從 NDS 近似 N64 的程度提升至近似 GC 的程度,即使開啟 3D 立體顯示也能維持流暢的更新率。雖然 N3DS 有加入加速度與角速度的 6 軸動態感測功能,不過現場並沒有展示。