Công nghệ động cơ "cháy đồng đều do nén” (HCCI) của Mazda còn được gọi là công nghệ "đánh lửa không cần bugi" - sử dụng áp suất để đốt cháy hỗn hợp xăng và không khí. Loại bỏ phương pháp đánh lửa truyền thống và giúp nâng cao hiệu quả quá trình đốt, công nghệ này được Mazda giới thiệu là kết hợp những ưu điểm nổi trội của cả động cơ xăng và diesel.
Ngoài công nghệ động cơ hoàn toàn mới, Mazda3 còn thể nghiệm ngôn ngữ thiết kế Kodo mới của hãng xe Nhật Bản, ngôn ngữ thiết kế được giới thiệu là tạo ấn tượng về sự thanh lịch và sang trọng từ sự chuyển động thống nhất của kiểu dáng xe.
Cả bản sedan và hatchback của Mazda3 thế hệ mới đều là thiết kế mang tính đổi mới, nhưng bản sedan có phần nổi bật hơn, vì sử dụng khá nhiều đường nét của chiếc Vision Coupe concept. Phía trước xe là lưới tản nhiệt cỡ lớn nổi bật, với cánh hai bên bằng crôm nối với cụm đèn pha thanh mảnh, kéo xếch lên tạo hình đôi mắt dữ dằn. Thân xe và cửa kính được thiết kế tạo cảm giác về một dòng chảy liên mạch và mềm mại. Đuôi xe khá thể thao, với cánh gió được tích hợp trên nắp cốp sau, cụm đèn hậu mảnh và hệ thống ống cả kép.
Nội thất còn có sự thay đổi mang tính đột phá hơn ngoại thất, theo hướng cao cấp hơn trước. Mazda hiện chưa công bố các thông số kỹ thuật cụ thể, nhưng có thể thấy rõ hãng xe Nhật Bản đang theo đuổi phong cách thiết kế tối giản.
Điểm nhấn nội thất là vô-lăng 4 chấu, hệ thống thông tin - giải trí với màn hình 8.8 inch đứng độc lập, và tấm táp-lô bọc da nằm nổi trên bệ điều khiển với nhiều chi tiết bằng crôm. Mazda cũng lưu ý rằng từng chi tiết nội thất được bọc da thiết kế riêng.
Một điểm nổi bật nữa ở nội thất là viền xung quanh cần số được phủ bóng màu đen, tạo chiều sâu.
Đáng chú chú trong số những thay đổi về nội thất là vô-lăng gật gù đã được cải tiến, giờ đây có thể di chuyển thêm 10 mm. Bệ tỳ tay trung tâm cũng được kéo dài, trong khi ngăn để cốc giờ đây được bố trí ở phía trước cần số.
Trang bị động cơ sẽ khác nhau tùy thuộc vào thị trường. Mazda không đề cập đến các thông số cụ thể, nhưng khẳng định rằng sẽ có các bản máy xăng 1.5L, 2.0L và 2.5L, cùng một bản diesel 1.8L. Hãng xe Nhật Bản cũng chưa nói rõ dung tích của bản động cơ xăng Skyactiv-X engine, nhưng lưu ý rằng nó sẽ kết hợp với hệ thống M Hybrid mới, hứa hẹn cho mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn, đem lại cảm giác lái tốt hơn và thân thiện với môi trường hơn.
Mazda3 thế hệ mới sẽ được trang bị hệ thống dẫn động 4 bánh toàn thời gian i-Activ cải tiến, kết hợp với hệ thống hỗ trợ kiểm soát gia tốc - G-Vectoring Control Plus mới của Mazda mà gần đây đã ra mắt trên mẫu CX-5 2019.
Mazda3 mới cũng được trang bị hệ thống treo mới, với thanh chống MacPherson ở phía trước và thanh xoắn mới phát triển ở phía sau.
Mazda cho biết những thay đổi này, cũng một số thay đổi khác sẽ cho xe khả năng tăng tốc tốt hơn, ôm cua mượt hơn và phanh ăn hơn.
Về trang bị an toàn, Mazda3 thế hệ mới có nhiều tính năng hỗ trợ người lái, như hệ thống cảnh báo va chạm phía trước (Front Cross Traffic Alert) - sử dụng hệ thống radar bên hông xe để phát hiện có xe đang đến gần rơi vào điểm mù. Mazda3 mới cũng được trang bị hệ thống Cruising & Traffic Support tự động hỗ trợ tài xế tăng tốc, phanh và đánh lái khi tắc đường.
Cuối cùng, phải kể đến hệ thống kiểm soát Driver Monitoring, sử dụng camera hồng ngoại để kiểm soát và xác định xem tài xế có mất tập trung hay buồn ngủ không; nếu có, hệ thống sẽ phát âm thanh cảnh báo.