3星彩的號碼從 000 到 999，總共 1,000 種可能。在開獎公平的前提下，每一種號碼被開出的機會都相同，因此只要數一數「符合某個獎項條件的號碼有幾個」，就能算出單注中獎的機率。以下以任意一組獎號為準來計算。

壹獎：1 / 1,000

壹獎需要佰、拾、個三位全部對中。1,000 個號碼中只有獎號本身符合，所以機率是 1/1,000，也就是 0.1%。

貳獎：9 / 1,000

貳獎要求拾位與個位對中、佰位未對中。拾位與個位都必須和獎號相同，各只有 1 種選擇；佰位必須「不同於」獎號，0 到 9 扣掉獎號那個數字，剩下 9 種。符合的號碼共 9 × 1 × 1 = 9 個，機率 9/1,000，大約每 111 注才有 1 注。

參獎：81 / 1,000

參獎要求個位對中，佰位與拾位都未對中。個位只有 1 種，拾位有 9 種，佰位也有 9 種，共 9 × 9 × 1 = 81 個，機率 81/1,000，大約每 12.3 注有 1 注。

合計與驗算

三個獎項互不重疊，可以直接相加：1 + 9 + 81 = 91，所以單注中任一獎項的機率是 91/1,000，約每 11 注有 1 注中獎；沒有中獎的號碼則有 909 個。

也可以從另一個角度驗算：個位對中的號碼共有 100 個（佰位、拾位各 10 種）。這 100 個號碼扣掉 91 個中獎號碼，剩下的 9 個正好是「佰位對中、拾位沒中」的組合（1 × 9 = 9），依規則不屬於任何獎項，數字前後吻合。

中獎機率和實際獎金是兩回事

上面算的是單注機率，和其他人買什麼無關。但實際領到的金額，還和「同一期有多少人中同一個獎」有關：3星彩各獎項設有單期總獎金上限，若很多人同時買了同一組熱門號碼又剛好開出，中獎注數多到使總額超過上限時，該獎項就會改為依注數均分。因此，選了很多人可能也會選的號碼，即使中獎，也有機會遇到均分的情形。

機率不會因為下注方式改變

  • 自選號碼與電腦隨機選號，中獎機率完全相同。
  • 同一期買多個不同號碼，壹獎機率會等比例增加，例如買 10 個不同號碼是 10/1,000，但花費也是 10 倍。
  • 下一期的機率不會因為上一期的結果而改變，每期都要重新計算。

了解機率的目的，是看清楚中獎本來就是小機率事件，而不是用來找出「比較好中」的號碼；在這個遊戲裡，這樣的號碼並不存在。

本文依官方公開資訊與遊戲內說明整理，遊戲改版後內容可能有所調整，請以遊戲內與官方公告為準。