ATH-TWX9MK3は、上述のとおり同社の完全ワイヤレスにおけるフラグシップモデル。「あなたを引き出す、最高峰ワイヤレス」だとアピールしている。

5.8mm径の新開発ダイナミック型ドライバー「Pure Motion Driver Gen2」を搭載。

同ドライバーは、前モデルの「ATH-TWX9MK2」に搭載されていた「Pure Motion Driver」を進化させたもので、過渡特性と収束速度が向上。信号の立ち上がりが速くなり、音のにじみを大幅に低減したという。

打楽器やピアノの音の輪郭までクリアに再現し、音源が高解像度なほど綿密な表現力を発揮するとアピールしている。

また、一人ひとりの装着状態に自動で最適化するアクティブノイズキャンセリング機能「フィット・アダプティブ」を新搭載。S/Nが向上した最新のMEMSマイクを採用しており、ノイズ検出の精度を改善したという。

同機能では装着状態をリアルタイムに検知し、その都度最適なフィルター特性へ自動調整。これによって安定した静寂空間を提供するとのこと。なおノイズキャンセリングはフィードフォワード方式とフィードバック方式を組み合わせたハイブリッド方式を採用している。

Bluetoothのバージョンは6.0に準拠。コーデックはLDAC／LC3／AAC／SBCをサポートするほか、新たに最大192kHz/24bitの音声伝送が可能なLHDC-V5への対応を果たした。

LHDC-V5対応機器との環境ならAmazon Music UnlimitedやQobuzをはじめとするハイレゾ配信サーピスの音源をあますことなくワイヤレス環境でも楽しめるとしている。

通話機能には高性能MEMSマイク2基を用いたビームフォーミング技術と、深層学習（Deep  Neural Network)を応用したENCアルゴリズムを新採用。周囲の雑音と人の声をよリ分けることで、オンライン会譲や外出先でのハンズフリー通話でも、相手にくっきりとした声を届けるという。

新世代のBluetooth SoCを搭載したことで、大幅な低消費電力化を実現。AAC／SBCのコーデックで接続した際は、ノイズキャンセリングOFF時にイヤホン単体で最大15時間、充電ケース併用で最大45時間の連続再生が可能。ノイズキャンセリングON時でもイヤホン単体で最大11時間、充電ケース併用で33時間のロングバッテリーを実現した。

同社の完全ワイヤレス製品として初となる楕円形状のイヤーピースを新開発。耳道の形に合わせることで、接触圧を均一化しながら広い開口部を確保したことにより、装着性と高音質体験を高次元で両立したとしている。

専用アプリ「Connect」には、神経科学の知見をもとに制作したVIE社の「ニューロミュージック」を再生できるサウンドスケープ機能を追加。リラックスして落ち着いている状態に関わるとされる「アルファ波」や、認知機能に関わるとされる脳はの「ガンマ波」を増強するサウンドで、自分自身の『ととのい』をサポートするとしている。

そのほか、専用音源を聴き比べながら低音・中音・高音それぞれの変化を感じながら好みの音を4ステップ選んでいくだけで、好みの音を作れるサウンドイコライザー機能「サウンドナビゲーター」も用意されている。