ATI Radeon HD 3000系列，代号，是ATi被AMD收购以后推出的第二个Radeon系列图形处理器。Radeon HD 3000系列的架构和上一代Radeon HD 2000系列（代号）的基本一致。但不同的是，Radeon HD 3000系列采用55纳米制程，上代产品采用的是80纳米或65纳米制程。单片机顶级产品Radeon HD 3870相较于上代的旗舰型号Radeon HD 2900 XT，降低了显示存储器位宽，核心时脉亦有所提升，性能亦有进步，但功耗则大幅降低。在Radeon HD 2000系列推出不到一年，2007年11月15日，AMD发布基于RV670显示核心的Radeon HD 3800系列显卡，以55纳米制程制造，支持DirectX 10.1，并首次于中高阶和旗舰产品中加入UVD，提供硬件影像解码。
Radeon HD 3000 系列是以 RV670 核心为基础，使用 55 nm 制程。Radeon HD 3000 系列支持 DirectX 10.1 与 Shader Model 4.1 ，而 UVD 也内置到核心内，提供完整的 VC-1 与 H.264 的硬件解压。核心制造工艺方面，全面采用55 nm。与此同时，竞争对手NVIDIA的GeForce 8800 GT仍然采用65 nm制程。显示存储器带宽方面，HD 3870/3850只会采用256-bit，而不是旧有2900 XT的512-bit。AMD表示，因为新显示核心的显示存储器已作出改善，而采用256-bit存储器亦可以降低成本，增强竞争力。显卡接口方面，HD 3870/3850会采用较新的PCI-E 2.0。CrossFire方面，最多可以支持四卡连接。为了降低电力消耗，AMD从移动平台引入了PowerPlay技术。在2D模式的时候，显示核心频率会降到300MHz。
目前大多数认为改变产品的品牌是因为不愿意继续以 HD 2000 系列来命名，因为HD 2000将原先的推出时程表拖延而且没有更明显的对比性能，而大多也认为由于制程更新而能够内置更多的ROP，造成相同的裸晶大小能够放入更多的电路。
Radeon HD 3800 系列也有派生产品，在2008年2月将会推出 Radeon HD 3870 X2，具备两颗RV670核心与最高 1024 MB GDDR3 或是 GDDR4 存储器，该产品是针对性能狂热级市场而推出的，预计将 Radeon HD 2900 XT 取代，而这张显卡也具备 PowerPlay 技术以及数字式 PWM，将能够降低电源使用量与加强核心的稳定性。它的对手是NVIDIA的GeForce 9800GX2，同样是单卡双芯的产品。利用CrossFire X技术，可以使用两张3870 X2，达成四核心显示加速。
而且值得注意的是 Radeon HD 3800 系列的命名法则将会改变。该系列改成以结尾两位数字来取代之前的 PRO、XT、GT、XTX 之类的命名（像是 HD 3850 与 HD 3870，表示著 3870 的性能比 3850 还要优秀）。而在 IGP 的命名也会改为这种命名法则，像是 AMD 690系列的包含 side-port 存储器的 M690T 的 IGP 就命名为 “Radeon X1270”，而 690G 的 IGP 命名为 “Radeon X1250”，而 690V IGP 的时脉较低而且功能较少则是命名为“Radeon X1200”，套用新命名法则的显卡就在之下列出：
Radeon HD 3600 系列采用 RV635 核心，而 RV635 是将原有的 RV630 使用55纳米制程缩小化，配备着 3.78 亿个晶体管与120个流处理器。Radeon HD 3600 将是第一款原生支持新型 DisplayPort 接口的 GPU。DisplayPort 能够只要一条屏幕连接线即可实现多屏幕操作，而 DisplayPort 的缆线更能够同时传输影像与8声道24bit的音效。而 HDMI 与 D-Sub 也能借由转接头获得支持。其他功能包括支持 DirectX 10.1，还有第二代 UVD 的 AVIVO HD 。另一种派生版本， Radeon HD 3650在2008年1月23日发表。而官方参考设计的背板就搭载两个 DisplayPort 与一个 DVI-D。
另外，中国地区有一种特别版本称为 Radeon HD 3690，采用与 Radeon HD 3800 系列相同的 RV670 核心，但显示存储器带宽由256bit降至128bit，可减少存储器成本。但其后为对抗NVIDIA GeForce 9500GT，正式编入 Radeon HD3850 系列，一般称为 Radeon HD3850 128bit。
Radeon HD 3400 系列采用 RV620 核心，该核心是将 RV610 核心利用55纳米制程缩小化，内含1.81亿个晶体管与40个流处理器。该产品也是原生支持 DisplayPort 与DVI，也能够透过转接头支持 HDMI 与 D-Sub。其他功能包括支持 DirectX 10.1，第二代 UVD的 AVIVO HD。该产品的印刷电路板会提供完整宽度与半宽型出现。Radeon HD 3400 系列有两种版本，Radeon HD 3450 与 Radeon HD 3470 已经发表于2008年1月23日。
1 统一渲染单元数量 : 纹理映射单元数量 : 渲染输出单元数量
2热设计功耗（TDP）数值来源于超微官方资料。不同厂商的非公版显卡电路板设计会使得实际TDP数值和官方资料的有所不同。
超微推出的集成于芯片组内的Radeon HD 3000显示核心，主要内置于AMD 700系列芯片组。均支持DirectX 10.0和OpenGL 3.3。
1 统一渲染单元数量 : 纹理映射单元数量 : 渲染输出单元数量
2在ATI PowerPlay节电技术生效时，核心时脉在不同的使用场合时会有所不同。这个列表列出的时脉数值是官方宣称的时脉值参数
3sideport是一种总线，连接到专用存储器，用作显示存储器。
这个列表包括Mobility Radeon HD 3000系列的独立式显示核心和集成式显示核心。
1 统一渲染单元数量 : 纹理映射单元数量 : 渲染输出单元数量
