ソニーはNEXを、一眼レフ型のαを置き換えるものではなく、既存のαを補完する“α”シリーズの一つと位置付け、サイバーショットの上位ラインとしては出さなかった。その中でNEX-5を「世界最小・最軽量」のレンズ交換式デジタルカメラボディとして訴求し、NEX-3をその下位の姉妹機とした。^{1プレス デジカメ Watchソニー、世界最小のレンズ交換式デジタルカメラ「NEX-5」「NEX-3」}

二つの違いは動画記録と外装・グリップにあり、静止画のスペックはほぼ同じである。NEX-5がAVCHDのフルHD（1,920×1,080）動画を記録できるのに対し、NEX-3はMP4の1,280×720と640×480にとどまる。外装はNEX-5が前カバーにマグネシウム合金を使ってブラックとシルバーの2色、NEX-3は樹脂製で、ホワイト、レッド、ブラック、ソニースタイル限定色のシルバーの4色をそろえた。本体はNEX-5よりわずかに大きく重く、バッテリーとメモリースティックPRO デュオを含めた質量はNEX-5の約287gに対して約297gである。^{3公式 ソニー世界最小・最軽量ボディを実現 レンズ交換式デジタルカメラなど2機種発売(NEX-5/NEX-3 プレスリリース)}

デジカメWatchの発売前レビューが記した大手量販店の店頭価格では、NEX-3の各キットはNEX-5より1万5,000円前後安かった。^{4レビュー デジカメ Watch【新製品レビュー】ソニーNEX-3} 専門媒体のレビューは、静止画の画質がNEX-5と同等である点とこの価格差を共通して挙げた。国内外のレビューには、静止画が中心なら安いNEX-3の方が得だとする見方があった。^{5レビュー PhotoReviewSony Alpha NEX-3}

後継のNEX-C3は2011年6月24日に発売され、NEX-5は上位機種として併売された。NEX-C3は有効画素数を約1,420万から約1,620万画素に増やし、外形は約109.6×60×33mm、質量はNEX-3より14g軽い約283gになった。上面カバーはアルミ製に変わり、撮影可能枚数も約330枚から約400枚に増えた。一方で動画はMP4の最大1,280×720のままで、上位のNEX-5との動画の差は後継でも残った。^{6プレス デジカメ Watchソニー、世界最小最軽量のミラーレス機「NEX-C3」}

NEX-3に先代はなく、NEX-5とともにソニー初のEマウント機である。新開発のEマウントと有効約1,420万画素の新開発Exmor APS HD CMOSセンサーを採用し、ミラー、焦点板、ペンタプリズム、位相差AF用センサーを使わない構造で薄型化した。フランジバックは18mmで、ソニーは従来の一眼レフの約40%と説明した。^{3公式 ソニー世界最小・最軽量ボディを実現 レンズ交換式デジタルカメラなど2機種発売(NEX-5/NEX-3 プレスリリース)}

手ブレ補正はボディ内ではなくレンズ内方式で、E 18-55mm F3.5-5.6 OSSは搭載するが、E 16mm F2.8には搭載がない。ソニーはそれまでボディ内手ブレ補正を主張してきた側である。手ブレ補正をレンズ側に移したため、ダスト除去もセンサーではなく光学ローパスフィルターを振動させる方式になったと説明されている。^{1プレス デジカメ Watchソニー、世界最小のレンズ交換式デジタルカメラ「NEX-5」「NEX-3」}

デジカメWatchのレビューによると、E 16mmを付けたNEX-3は、パナソニック DMC-GF1にG 20mm F1.7を付けた組み合わせより78g軽かった（いずれも電池とメディア込み）。^{4レビュー デジカメ Watch【新製品レビュー】ソニーNEX-3} 発表時の比較でも、NEX-5とNEX-3は本体寸法でオリンパス E-PL1とGF1より小さく、本体のみの質量はNEX-3の約239gに対し、E-PL1が約296g、GF1が約285gだった。^{1プレス デジカメ Watchソニー、世界最小のレンズ交換式デジタルカメラ「NEX-5」「NEX-3」}

ソニーはマイクロフォーサーズ機に対する特徴として、小型化に加え、APS-Cサイズ相当のセンサーとAVCHD動画を挙げ、マイクロフォーサーズを採用するつもりは最初からなかったとした。センサーが大きいため、ボケ表現、ダイナミックレンジ、高感度ノイズで有利だというのがソニーの説明である。ただしAVCHD動画はNEX-5だけの機能で、NEX-3に当てはまるのは小型化とセンサーの大きさである。^{2プレス デジカメ Watchソニー、APS-Cミラーレス機「NEX」シリーズの発表会}

手代木英彦氏によれば、プロジェクトは2008年12月初旬、事業本部長から「αのもっと小さなものはできないか」と言われて始まった。デザインセンターは、旅行や街に気軽に持ち出せる「αのミニ版」のコンセプトとモックアップをすでに作っていた。^{7インタビュー デジカメ Watchインタビュー:ソニーNEXの「Eマウント戦略」}

手代木氏は「単に小さくしただけでは他社の二番煎じになる」と考え、小型化の限界を探りつつ、APS-Cサイズのセンサーだけは小さくしないと決めた。画質に加え、一眼レフと同じセンサーだから高画質だと説明しやすいことが理由である。コンパクトに寄せるならサイバーショットを改良する方が近道であり、小型機でもレンズ交換式カメラの価値は高画質なボディとレンズにある、というのが手代木氏の考えだった。^{7インタビュー デジカメ Watchインタビュー:ソニーNEXの「Eマウント戦略」}

6月10日という発売日は、あらかじめ本部長から指示されていた。手代木氏は、ワールドカップ直前でボーナス支給日だと分かったが、それ以上の根拠は分からないと答えている。開発チームには最初に、デザインスケッチや目標スペックとともに、架空のミニカタログと仮のニュースリリースが示された。カタログには背景ボケコントロール、フルHD動画、オートパノラマ、外付けのストロボと並んで「カジュアルな普及型モデルのバリエーション」が描かれており、普及型を用意することは開発の初めから構想にあった。手代木氏は、NEX-5にはNEX-3よりコストをかけたが、限られた開発期間の中で利益の出るコスト構造を作れたと述べている。^{7インタビュー デジカメ Watchインタビュー:ソニーNEXの「Eマウント戦略」}

価格.comの満足度は、ダブルレンズキットが4.47（52件）、ズームレンズキットが4.51（19件）、薄型広角レンズキットが4.38（28件）で、いずれもデジタル一眼カメラのカテゴリ平均4.58を下回る（2026年10月5日時点）。項目別の点数では、高い項目と低い項目がはっきり分かれる。携帯性（4.51〜4.82、カテゴリ平均4.25）と液晶（4.48〜4.71、同4.30）は3ページともカテゴリ平均を上回り、操作性（3.47〜3.78、同4.27）、バッテリー（3.30〜3.51、同4.11）、ホールド感（3.83〜4.08、同4.40）は3ページとも下回る。^{8掲示板 価格.comα NEX-3D ダブルレンズキット レビュー・評価}

価格.comのレビューで良い点として繰り返し挙がるのは、軽さと小ささ、チルト液晶の見やすさである。画質については、専門媒体のレビューがISO3200までは使えるという評価で共通していた。^{4レビュー デジカメ Watch【新製品レビュー】ソニーNEX-3} 価格.comでも、コンパクトデジカメやスマートフォンから買い替えて画質の違いに満足したという声が多く、初めての一眼として選んだ人の記述が目立つ。画質の点数はダブルレンズキットが4.60でカテゴリ平均の4.53を上回り、他の2ページはわずかに下回る。^{9掲示板 価格.comα NEX-3K ズームレンズキット レビュー・評価}

不満として共通するのは、メニュー操作の深さと設定変更の煩雑さである。価格.comのレビューに加え、国内外の専門媒体のレビューも同じ点を指摘した。グリップが小さく握りにくいという点も利用者と専門媒体に共通し、NEX-5の方が握りやすいという指摘がある。バッテリーの持ちも短所に挙がるが、予備が欠かせないという声と、十分もつという声があり、評価は分かれる。^{10レビュー Expert ReviewsSony Alpha NEX-3 review}