Snelle gegevensoverdracht tot 20 Gbps via een enkele verbinding, twee keer zo snel als de vorige Thunderbolt 2. In combinatie met PCI Express Gen 3 en DisplayPort 1.2 is de toepassingslijst uitgebreid. Een voorbeeld is het gebruik van een externe GPU-dock voor je notebook, waarmee je hoogwaardige gaminggraphics kunt krijgen van een lichtgewicht draagbare computer. Thunderbolt 3-technologie maakt het mogelijk om twee externe beeldschermen tot 4K 60Hz tegelijk te gebruiken, terwijl het ook andere functies zoals snelle gegevensoverdracht en stroomvoorziening biedt. Door technologie op basis van USB Power Delivery te integreren, kunnen Thunderbolt-kabels tot 60W stroom leveren via de enkele verbinding. Legacy-apparaten kunnen ook profiteren van tot 15W stroom. De kabel maakt gebruik van een volledig omkeerbare connector voor snelle aansluiting op je apparaat. De Thunderbolt-hostpoort gebruikt een geïntegreerde USB 3.1-controller voor maximale achterwaartse compatibiliteit met snelheden van 10 Gbps.