小米9全系搭载7nm制程工艺的骁龙855，是全球首批量产骁龙855。骁龙855CPU最高主频2.84GHz，单核性能提升45%，能效提升40%;GPU性能提升20%，能效提升25%;AI性能相比上一代提升3倍;安兔兔综合跑分高达387851，相比小米8的293897提升了约25%左右。
小米9全系采用第五代屏幕指纹，解锁速度提升25%。小米9还增加了“AI键”，可以长按呼出小爱同学，并支持自定义：单击、双击都能设定不同功能。
小米9配备的分辨率
为1080P
FHD+的6.39英寸三星
AMOLED水滴屏，屏占比90.7%，600nit亮度，支持103.8%NTSC广色域。小米9覆盖康宁第六代大猩猩玻璃，耐摔表现比康宁第五代大猩猩玻璃提高了50%。雷军特别介绍，小米9支持护眼模式2.0，获得德国电气工程师协会VDE低蓝光
护眼认证。
