小米5搭載的是驍龍820處理器。
小米手機5採用了5.15英寸1080p屏幕,微晶鋯納米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。並且採用了IMX298 1600萬像素主攝像頭,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執行內存和32GB存儲空間(UFS2.0);高配版提供3GB執行內存和64GB存儲空間(UFS2.0);尊享版提供4GB執行內存和128GB存儲空間(UFS 2.0)。
小米5內置的 MIUI 7還支援一鍵換機:無需網絡僅需3步,通訊錄、設定、應用等全部移至新手機;防丟失:遠程鎖定手機、擦除數據,刷機也沒用;美顏視頻電話:實時美顏、小窗、羣聊等多種玩法。