小米8搭載的是MIUI10系統，這次MIUI10的UI重新佈局，整體偏向簡潔的風格。另外小米8的MIUI新增了大自然的聲音，根據雷軍介紹，小米8提供了森林、夏夜、海灘、爐火、細雨5種白噪音，還可以根據天氣的變化自動更換設定。
MIUI10在UI重新設計了多工管理器的介面，充分利用18:9的全面屏比例，以瀑布流形式呈現程序卡片，帶來順應手勢操作的縱向瀏覽和容納更多內容的開闊視野，全面、高效並忠於直覺。
在全新的瀑布流多工管理器介面下，一個螢幕下能同時容納最多六個應用程式，上下滑動即可快速瀏覽後臺的程式，左右滑動則關閉程序，長按應用卡片，則會彈出三個按鈕，分別是：鎖定後臺、分屏操控、應用設定。
通過AI演算法，MIUI10據稱還擁有了智慧篩選通知的功能，可以將不必要的通知摺疊、通過響鈴次數上限將多餘的鈴聲靜默、並精簡不必要的系統介面音效等。
