小米9使用一塊6.39英寸的AMOLED19.5:9FHD+水滴全面屏，分辨率為2340x1080，所以小米9的螢幕解析度是1080P，螢幕重新整理率為60hz。
手機搭載高通驍龍處理器，執行Android8.0定製的MIUI10系統，小米9還被曝將後置三攝，主攝像頭畫素數高達4800萬。相機環採用的設計叫“天使眼”，全息幻彩紫展示。5微米大畫素類似鏡頭，支援護眼模式2.0，通過德國電氣工程師協會認證。
核心配置上，小米9採用6.39英寸三星AMOLED水滴屏，搭載高通驍龍855旗艦平臺，最高配備12GB記憶體+256GB儲存，電池容量為3300mAh。支援27W快充，無線充電從7.5W提升到15W，支援全球首款20W無線閃充。
此外，小米9後置4800萬+1200萬+1600萬三攝，其中1200萬為人像鏡頭，支援2倍光學變焦，1600萬為超廣角鏡頭。7P鏡頭+f/1.47大光圈。
