小米5X搭载“一代神U”骁龙625处理器，采用14nm制程A53核心主频2.0GHz，仅有4GB RAM + 64GB ROM唯一组合版本。正面5.5英寸1080P分辨率屏幕，一体化金属机身采用U型天线带。
机身厚度7.3mm重量163g，内置3080mAh电池支持5V/2A充电功率，小米5X搭载MIUI 9闪电版，新功能方面增加传送门、照片搜索、信息助手三大亮点。
配置方面，小米5X采用5.5英寸1080p屏幕（阳光屏、夜光屏、护眼模式），拍照方面继续主打“变焦双摄、拍人更美”，前置镜头为500万像素，支持第三代36级美颜。
后置双1200万像素摄像头，采用了和小米6、iPhone 7 Plus相同的广角＋长焦双摄方案，主摄像头光圈F2.2，1.25μm大像素，辅助摄像头光圈F2.6。
小米5X的双后置镜头支持2倍光学变焦、10倍数码变焦，还支持“人像模式”，基于双目成像原理，虚化接近真实状态，还支持人像美颜3.0。还可以录制4K/30fps超高清视频、720p/120fps慢动作视频。
