小米10S正面采用6.67英寸AMOLED超小孔曲面屏，支持90HZ刷新率和180Hz采样率，支持4096级自动亮度，1120尼特峰值亮度和500万：1对比度，符合P3广色域和HDR10+。共提供了拥有黑色、白色、蓝色三种机身配色。运存方面，共有8GB+128GB、8GB+256GB和12GB+256GB三种方案。本次小米10S的亮点，是配备哈曼卡顿认证的双扬声器，这是一款1216线性扬声器，等效1.2cc，还是业界最大振幅单元，振幅达到了0.7mm，音腔容积未知，音频系统由哈曼卡顿金耳朵工程师调校。背后全新设计，采用小米10至尊版的小圆角镜头模组设计。硬件配置上，采用骁龙870移动平台，采用7nm工艺打造，CPU包含一颗A77（3.19GHz）超大核，三颗A77（2.42GHz）大核以及四颗 A55（1.8GHz）小核。其他方面与骁龙865+一致，5G基带同样采用X55 5G。内置4780mAh电池，支持33W有线快充，30W无线闪充和10W无线反向充电。拍照方面，是一款背面四摄方案，一颗一亿超高清主摄、1300万超广角、微距和一个景深镜头，拍摄的水准不变。还有OIS光学防抖，专为视频VIOG拍摄优化，支持8K电影级拍摄，可以轻松加滤镜和剪辑，背景实时虚化和AI人像留色等等。
