Sluchátka mají vícevrstvé polymerní zvukové měniče – obsahující gelové náplně pro lepší tlumení – a neodymový systém, který umožňuje rozšířit vysoké frekvence a přesnou prostorovou reprodukci.
Dvouvrstvé náušní skořepiny s novou vnitřní konstrukcí snižují vibrace. Roviny reproduktorů Fidelio X3 jsou nakloněny pod úhlem 15 stupňů, aby přesněji odpovídaly přirozenému tvaru ucha a zajistily, že hudba je směrována kolmo do ušního zvukovodu.
Otevřená sluchátka mají místo tradičních mřížek na vnější straně sluchátek akusticky transparentní tkaninu Kvadrat. Ta snižuje hromadění tlaku vzduchu a nechtěné odrazy zvukových vln od zvukových měničů.
Fidelio X3 splňuje podmínky HRA výjimečnou šířkou přenášeného pásma od 5 Hz do 40 kHz. Pro maximální výkon lze Fidelio X3 použít také ve vyváženém režimu, aby levý a pravý kanál byly lépe odděleny, čímž se sníží přeslechy, a tím více vynikne stereofonní efekt.
Se sluchátky je dodáván vyvážený kabel s kroucenými páry a s 2,5 mm konektorem TRRS pro připojení k audio zařízením s vysokým rozlišením (Hi-Res Audio).