小米手機5採用了5.15英寸1080p螢幕，微晶鋯奈米3D陶瓷機身，相比玻璃材質成本貴75%，高達8莫氏硬度，堅固耐磨。
小米5採用IMX2981600萬畫素主攝像頭，6片式鏡頭，f/2.0光圈，首次支援4軸光學防抖，支援橫向+縱向+前傾+側傾的全方位修正抖動。標準版提供3GB執行記憶體和32GB儲存空間（UFS2.0）；高配版提供3GB執行記憶體和64GB儲存空間（UFS2.0）；尊享版提供4GB執行記憶體和128GB儲存空間（UFS2.0）。
小米5內建的MIUI7還支援一鍵換機：無需網路僅需3步，通訊錄、設定、應用等全部移至新手機；防丟失：遠端鎖定手機、擦除資料，刷機也沒用；美顏視訊電話：實時美顏、小窗、群聊等多種玩法。
