和前作6.4英寸的17：9屏幕相比，小米MIX 2换用了更加纤长的18：9屏幕，并将屏幕比例改成了18：9，不仅摆脱了小米MIX“矮胖子”的形象，还让手机获得了更加出色的握持手感。
小米MIX 2采用了COF屏幕封装技术，和小米MIX上使用的COG直接将显示芯片绑在显示玻璃上，COF将显示芯片封装在了FPC上，并且折叠到了屏幕后面，加上小米MIX更加出色的天线净空区设计，使得下边框变得更窄。
小米MIX 2搭载高通骁龙835移动平台，其采用半定制的八核Kryo架构，包括4×2.45GHz的性能丛集、4×1.9GHz的效率丛集。
拥有性能更强劲的Adreno 540图形处理器，以及采用了更先进的10nm制程工艺，官方数据显示功耗比上一代旗舰平台降低25%。
后置1200万1.25um超大像素镜头，支持四轴光学防抖，前置镜头为500万像素。机身电池容量3400毫安时，支持全功能NFC以及后置指纹识别功能。
除了高通骁龙835移动平台，小米MIX 2配备6/8GB LPDDR4x运行内存，以及64GB/128GB UFS 2.1的闪存，整体硬件抢眼。
但8GB版本配备在顶配机型上面，价格达到4699元。此外，LTE 4路天线技术，增强4G接收能力和网络稳定性，网速提升高达100% 。
