Die Streaming SIMD Extensions 3 (kurz SSE3) ist die zweite Erweiterung des SSE-Befehlssatzes. Sie ist auch unter dem Intel-Codenamen Prescott New Instructions (PNI) bekannt, da sie zuerst bei der Prescott-Variante des Pentium 4 ab Frühjahr 2004 verwendet wurde. AMD unterstützt diese Erweiterungen seit April 2005 und führte diese mit den E-Steppings beim Athlon 64, Opteron und Sempron ein. VIA bzw. Centaur unterstützen mit dem C7 ebenfalls die neuen Befehle.
SSE3 ist eine erneute Erweiterung des SIMD-Befehlssatzes für die x86-(genauer die IA-32-) Prozessorarchitektur. Die vorherigen Erweiterungen waren MMX, 3DNow!, SSE und SSE2.
SSE3 erweitert den SSE2-Befehlssatz um 13 neue Instruktionen zur Wandelung von Gleitkommazahlen in Ganzzahlen (fisttp), für komplexe Arithmetik (addsubps, addsubpd, movsldup, movshdup, movddup), zur Video-Kodierung (lddqu), zur Unterstützung der Grafik-Aufbereitung (haddps, hsubps, haddpd, hsubpd) und zur Thread-Kommunikation (monitor, mwait). AMD und Centaur unterstützen diese beiden letzten Befehle nicht, da es sich um Hyper-Threading-Funktionen handelt.
Die auffälligste Erweiterung ist die Ermöglichung von horizontaler Addition und Subtraktion in einem Register. Dies vereinfacht die Programmierung von DSP- und 3D-Funktionen, während in den vorhergehenden SSE-Versionen mehr oder weniger nur vertikale Operationen möglich waren.