第3世代に入り，IBM社のS/360に代表されるように，ソフトウェアの汎用性を重視する考え方が打ち出され，同一ソフトウェアを多数の系列機種に共通して適用するファミリーシリーズの考え方が普及した．MELCOM 3100シリーズは，このファミリー形態を採用したシリーズで，1966年に発表され，モデル10，モデル30，モデル50と，ビルディング・ブロック式に能力を拡大できる3モデルから構成されていた．シリーズ化に伴い，目的に応じた最適のコンピュータシステムが構成できるよう，どのモデルにもあらゆる周辺機器を接続できるStandard Interfaceの概念が導入された．
データの入出力ではメモリへのサイクルスティール方式を取り入れ，1〜11の入出力動作を演算処理と同時並行的に行うことができた．
ソフトウェアは，各種コンパイラ，アセンブラ，各種ユーティリティプログラムなどを体系的に整備したテープ・オペレーティングシステム，および，ディスク・オペレーティングシステムが開発された．これらは，MELCOM 1530と完全な互換性を有していた．．
MELCOM3100シリーズの主な仕様は次のとおり．
| 主記憶 | 容量 | 8K〜32K語 | |
|---|---|---|---|
| 語長 | 18bit（3文字格納） | ||
| サイクルタイム | 1.75μs | ||
| CPU | データ形式 | 文字（可変長） | |
| 十進数（1〜30桁） | |||
| 二進数（18bit、36bit） | |||
| 二進浮動小数点数（36bit、54bit） | |||
| 命令語長 | 可変長 | ||
| 命令の方式 | 1アドレス，2アドレス，3アドレス， インデックス・アドレス，間接アドレス | ||
| 命令の種類 | 155種 | ||
| 演算速度 | 十進5桁 | 加減算：35μs | |
| 乗算：201μs | |||
| 除算：473.5μs | |||
| 二進固定小数点18ビット | 加減算：3.5μs | ||
| 乗算：15.75μs | |||
| 除算：15.75μs | |||
| 短精度浮動小数点 | 加減算：80.5μs | ||
| 乗算：129.5μs | |||
| 除算：181μs | |||
| 主な周辺装置 | 磁気テープ装置（20K字〜120K字/秒） | ||
| 磁気ディスクファイル装置（33,000K字） | |||
| 磁気ディスクパック装置（7,250K字） | |||
| 磁気ドラム装置（750K字） | |||
| カードリーダ（800枚/分、1650枚/分） | |||
| カードパンチ（250枚/分、150枚/分） | |||
| ラインプリンタ（1,000行/分、600行/分） | |||
| 紙テープリーダ（1,200字/秒、400字/秒） | |||
| 紙テープパンチ（120字/秒、25字/秒） | |||
