硬件方面，小米MIX 2S依旧是旗舰定位的配置，屏幕方面沿用了MIX 2的5.99英寸18：9 IPS全面屏，分辨率为FHD级别，后置指纹。
小米MIX 2S电池也与MIX 2一样保持3400mAh，相较前代加入了最高7.5w的无线快充；整机采用骁龙845平台+6GB/ 8GB RAM+64GB/ 128GB/ 256GB ROM的组合，其中8GB RAM+256GB ROM配置为陶瓷尊享版。
为了保证用户的视觉观感，小米MIX 2S没有采用当下流行的刘海屏，这种三边接近无边的冲击力显然更为直观，但相应的若要自拍则只能倒转手机才能实现。
这种COF屏幕封装技术将显示芯片封装在了FPC上，并且折叠到了屏幕后面，使得其天线净空区面积更小，下边框变得更窄，也是目前能做到的极致水准。
小米MIX 2S后置双1200万变焦双摄，主摄像头使用索尼IMX363旗舰传感器，像素大小高达1.4μm，支持Dual PD全像素双核对焦功能。
结合新增的多个硬件降噪单元，能让暗光逆光拍照更出色。AI技术的应用，让小米MIX 2S在拍照时可进行25种标签，206个精细化场景智能识别，并提供专业级后期调校。
在配置方面绝对是小米MIX 2S的强项之一，国产手机中首发高通骁龙845移动平台，CPU主频高达2.8GHz，其实力可见一斑。除此之外，最高配备8GB运行内存和256GB机身存储也是让用户在日常使用中保持手机长久流畅。
