主摄用的是索尼IMX 363传感器，拥有1.4μm大像素，支持Dual PD全像素双核对焦，号称暗光下对焦又快又准。另外相机还支持硬件多帧降噪，进一步提升画质。
小米MIX 2S内置语音助手替换成了小爱同学，支持息屏唤醒、翻照片等功能。小米MIX 2S还支持多功能NFC、ARCore、无线充电。
性能方面，小米MIX 2S搭载了最新的高通骁龙845芯片，它基于10nm工艺制程打造，采用Kryo385架构，八核心设计，GPU为Adreno 630，安兔兔跑分超过了27万，性能是安卓阵营的顶尖水准。
骁龙845采用高通基于ARM Cortex自主研发的全新64位Kryo385架构，采用10纳米LPP FinFET工艺，共八枚核心（四大核心——最高主频2.8GHz。
相比上一代骁龙835具有25%的性能提升、四小核心——最高主频1.8GHz），具有2MB共享三级缓存、3MB系统缓存。
同时，骁龙845集成了全新Adreno630视觉处理系统（GPU），相比目前的骁龙835具有35%的视觉性能提升，并且功耗降低30%。
