小米6X提供4GB、6GB运存与64GB、128GB存储空间可选，支持全网通双卡双待，内置3010mAh电池，系统运行的是基于Android 8.1的MIUI 9。
除此以外，小米在这款手机的前置镜头上也下不少功夫。小米6X前置镜头参数和后置的2000万像素镜头一摸一样，同样的f/1.75光圈。
同样的传感器和感光像素4合1技术。在光线条件不好的情况下，除了镜头本身的优势，小米6X还具备前置柔光灯，且支持HDR。
除去场景模式和人像模式，小米6X还新增了前置AI场景相机与AI单摄虚化功能，让不管是前置还是后置镜头都能在不同的光线下。
自动选择合适的场景拍摄模式，以及多达206种方案的场景优化，让用户不管在什么背景和光线下，都能展现出最美的一面。
目前，小米6X一共支持12个自拍场景识别，分别是蓝天、日出、日落、海边、樱花、油菜花、薰衣草、绿植、夜景、枫叶、秋色以及雪景。
小米在发布会上表示，6X上的AI算法都是小米自主研发，并且小米与武汉大学签署了人工智能联合实验室，涉及人才培养、课程设置、师资互聘和实习实训基地四个项目。
