小米11处理器是高通骁龙888型号的，而且还是全球首发，采用目前最先进的5nm工艺制程。CPU方面，骁龙888采用1超3大4小的核心组合，超级大核采用ArmX1核心，主频高达2.84GHs，峰值性能相较A77you核心提升30%，大核采用3颗A78，相较A77核心功耗优化50%。CPU整体相较上代865整体性能提升25%，功耗降低25%。GPU方面，性能提升35%，功耗降低20%。同时，骁龙888采用全新的第六代高通AI引擎，整体算力高达26TOPS，是目前算力最强的移动处理平台。网络方面，骁龙888采用集成式5G基带，功耗表现更好。
小米11还采用了全新满血版LPDDR5内存，主频升级到3200MHz，数据传输速度从5500Mbps提升至6400Mbps，并且配合搭载了UFS3.1高速闪存。散热方面，小米11采用VC液冷立体散热系统，大面积VC均热板覆盖主要发热区域，并内置全新的超薄气凝胶热阻断材料，可以避免局部瞬间发热传到至手机表面。
