消失的顶部隐藏着听筒和距离传感器，底部整体比第一代MIX再缩短12%。机身比上代小了11.9%、薄了2.5%、轻了11.5%。
MIX 2采用四曲面陶瓷机身、搭配7系铝中框，正面是一整块不切割的定制圆角玻璃，整体更加美观、协调。采用导音式微型听筒设计，通话音质更清晰。
支持LTE 4路天线技术，增强4G接收能力和网络稳定性，网速提升高达100%，支持6模43频全球频段，官方表示沙漠中的金字塔也有信号，还支持专业录音笔技术，双ADC高清录音。
小米MIX 2采用与小米6相同主摄方案：索尼IMX386，1.25μm大像素感光元件，支持四轴光学防抖，暗光、运动，都能稳定记录。配置方面，搭载骁龙835处理器，标配6GB运存。
另外雷军还特别发布了小米MIX 2尊享版，雷军命名为“Unibody 全陶瓷”，8GB内存，128GB存储。
