Lumix DMC-3D1 sử dụng hai cảm biến kích thước 1/2,3" độ phân giải 12,1 megapixel. Chúng nằm dưới hai ống kính LUMIX DC VARIO 25mm với độ phóng đại quang học 4x (tức tiêu cự xa nhất có thể đạt được là 100mm). Máy có thể chụp được ảnh 3D với độ phân giải cao nhất là 8 megapixel và quay phim 3D ở độ phân giải 1920 x 1080 ở tốc độ 30 khung hình/giây.

Vi xử lí được Panasonic sử dụng trên thiết bị là Venus Engine, một bộ xử lí 4 nhân cho khả năng xử lí ảnh nhanh hơn và dùng ít điện năng hơn. Màn hình cảm ứng phía sau của máy có kích thước 3,5" độ phân giải 460.000 điểm ảnh. Tận dụng lợi thế ống kính kép, DMC-3D1 có thể sử dụng một ống kính để quay phim Full HD trong khi ống kính còn lại dùng để chụp hình 9 megapixel. Tất nhiên việc quay phim không hề bị gián đoạn và người dùng sẽ kiểm soát hoạt động của sản phẩm thông qua các thao tác cảm ứng. Bên cạnh đó, máy có bộ ổn định hình ảnh MEGA O.I.S, khả năng chụp liên tục ở độ phân giải cao nhất là 8 khung hình/giây.