小米5在外觀設計上採用鋁合金中框+雙面弧形玻璃機身設計，正面也是2、5D弧形玻璃螢幕，指紋識別與橢圓形指紋識別Home鍵，配備窄邊框，頂部採用對稱設計，正面設計良好。背面方面，小米5採用了弧度更大的3D弧形玻璃設計，背面過渡更為平滑，手感上相對也會更好一些。
小米5c主打輕薄機身設計，採用了5、15英寸的JDI螢幕大小，機身厚度僅7、09mm，重量135g。對於這樣的機身螢幕及輕薄程度是非常顯得小巧精緻的，極具有握持感。機身背面，小米5c採用非常常見的金屬機身三段式設計，不過小米5c的上下兩端是玻璃材質，只有中間是鋁合金，玻璃與金屬結合處公差控制的較為出色，沒有割手的感覺或較大縫隙。同時背面設計有後置1200萬畫素攝像頭，攝像頭並未凸起，配備有單閃光燈。
