Tout comme Megaman X2, Megaman X3 reprend le concept de X1 et l'améliore. Plusieurs nouveautés font ainsi leur apparition dans le jeu.
Zero
Pour la première fois dans la série, le personnage de Zero est jouable et peut venir en tout temps remplacer X dans le feu de l'action. Cependant, à la différence des jeux suivants, la jouabilité avec le robot rouge est quelque peu limité.
Zero est capable d'une plus grande puissance de feu, grâce à son Z-Buster, capable d'un niveau de charge supplémentaire, et surtout de son Z-Saber. En revanche, il ne peut intervenir qu'une fois par niveau et ne peut pas affronter de bosses (à une exception près). Enfin, s'il venait à être détruit, Zero serait contraint de battre en retraite pour le reste du jeu. Si Zero est détruit à un endroit stratégique du jeu, il est possible pour X d'hériter de son Z-Saber.
Bosses facultatifs
Après avoir perdu deux de ses subordonnées Maverick aux mains de Megaman X, le professeur Doppler, constatant les formidables talents du robot bleu, enverra à ses trousses Bit et Byte. À cette chasse se joindra également Vile, ennemi juré de X, que Doppler a ressuscité après sa défaite dans le premier volet de la série.
Megaman X3 reprend le concept des bosses facultatifs de X2. À la différence des Chasseurs de X, Bit et Byte ne se cachent pas dans des salles secrètes: au contraire, ils viennent directement à Megaman X et lui barrent la route. Le joueur n'a donc pas le choix de les affronter. Vile, en revanche, est complètement facultatif. Le joueur doit d'abord découvrir le téléporteur menant à un niveau secret, où il sera confronté au chasseur renégat.
La manière dont le joueur affronte ces trois ennemis affecte directement le reste du jeu. Par exemple, si X détruit Bit (en utilisant l'arme à laquelle il est vulnérable), mais ne détruit pas Byte (en utilisant son X-Buster), le joueur devra réaffronter le duo plus tard sous une nouvelle forme conjointe, Godkarmachine O Inary. Le même principe s'applique à Vile, qui tentera à nouveau de prendre sa revanche sur X dans les derniers niveaux du jeu.
Toutefois, si le joueur parvient à se débarrasser des trois bosses facultatifs lors du premier affrontement, de nouveaux bosses viendront prendre leur place dans le laboratoire secret de Doppler.
Armures de combat
Si la moto de X2 n'est ici pas présente, Megaman X peut toujours utiliser une armure de combat (Ride Armor). La différence ici est que X doit d'abord récupérer des objets pour avoir accès aux armures de combat depuis un terminal présent dans les niveaux. Il existe quatre modèles d'armure de combat :
- Chimère (N) - L'armure de base, capable de sauter, se propulser et frapper. Elle doit être récupérée en premier pour pouvoir utiliser les modèles plus avancés.
- Kangourou (K) - Cette armure permet à X de charger une attaque à plus grande portée.
- Faucon (H) - Cette armure est armée de lance-missiles et est équipée d'un réacteur de saut.
- Grenouille (F) - C'est la seule armure de combat amphibie du jeu. Elle tire des missiles à tête chercheuse et avance par petits sauts.
Les armures de combat disposent de leur propre jauge de vie. Si l'armure utilisée venait à être détruite, le joueur peut toujours aller en récupérer une autre au terminal du niveau. Par ailleurs, seule la Grenouille peut être utilisée sous l'eau.
Giga Armor
Officiellement baptisée la Max Armor (Armure Max), l'armure de Megaman X3 est de loin l'une des plus avancées de toute la série.
- Casque : affiche un plan du niveau et permet de détecter les objets et les améliorations.
- Corps : active un bouclier d'énergie lorsque endommagée, offrant une protection temporaire contre les dégâts supplémentaires.
- Buster : permet de tirer deux tirs chargés plutôt qu'un. Si les tirs sont bien synchronisés, X sera capable d'exécuter un tir conjugué.
- Jambe : permet d'effectuer une charge aérienne (Air Dash) horizontale et verticale.
En plus des quatre pièces de l'armure, le joueur se voit offrir la possibilité d'améliorer encore davantage la Max Armor. En plus des traditionnelles capsules d'amélioration bleues, le jeu compte quatre capsules supplémentaires rouges, dans lesquelles X peut recevoir les puces d'amélioration (Upgrade Chip) énumérées ci-dessous :
- Casque : active une fonction de réparation des dégâts. X récupérera petit à petit de la vitalité s'il demeure immobile.
- Corps : améliore le bouclier d'énergie et réduit encore davantage les dégâts.
- Buster : permet à X d'utiliser la Hyper Charge, une arme conçue pour tirer exclusivement des tirs chargés.
- Botte : permet d'effectuer une double charge aérienne.
À noter que X ne peut accueillir qu'une seule puce d'amélioration, ce qui ajoute une dimension stratégique au jeu.
Hyper Armor
À la différence de ses prédécesseurs, il n'y a pas de technique secrète à découvrir dans Megaman X3. En revanche, si le joueur remplit certaines conditions bien précises, il découvrira, s'il est attentif, un passage secret menant à une neuvième capsule d'amélioration, contenant la Hyper Armor (Hyper armure).
Cette version améliorée de la Max Armor permettra à X d'utiliser les quatre puces d'amélioration en même temps.