机身正面是一块5.99英寸的全高清18：9全面屏，同时提供五种配色，包括：赤焰红、流沙金、冰川蓝、曜石黑以及樱花粉。
小米6X由于主打拍照，宣称“拍照人更美”，因而拍照功能也是非常强大。后置2000万AI双摄，官方称白天用1200万主摄，1.25μm大像素+f1.75大光圈，画面清晰锐利，人物五官立体，皮肤质感自然。
夜晚用2000万副摄，自动合成2μm大像素，暗光拍摄也能清晰明亮，噪点极少。通俗来说，就是暗光下的自拍也能获得不错的效果，还有AI场景识别功能，智能识别206种场景，实时优化直出大片。
小米6X前置2000万治愈系自拍，前置柔光灯：采用Sony IMX376，夜晚可自动合成2μm大像素，暗光自拍更明亮，针对女生特别优化，发饰、手势虚化准确。
前置AI场景相机，分别优化人像和背景。女生特别喜欢的滤镜也有，此款手机内置了五种滤镜：微醺、旧梦、浅眠、如岚、初见。
配置方面，小米6X搭载高通骁龙660 AIE处理器，最高6GB+128GB。AI智能省电+快充3.0，重度使用 1 天妥妥的。
骁龙660是高通主打的中端芯片，这颗芯片基于14nm工艺制程打造，采用Kryo 260架构、八核心设计，CPU主频为2.2GHz，GPU为Adreno 512，性能强悍。
此外，玩《王者荣耀》的时候，会自动开启多核多线程，支持高帧率模式。小米6X还内置“小爱同学”语音助手 。
