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。
小米5採用IMX2981600萬像素主攝像頭，6片式鏡頭，f/2.0光圈，首次支持4軸光學防抖，支持橫向+縱向+前傾+側傾的全方位修正抖動。標準版提供3GB運行內存和32GB存儲空間（UFS2.0）；高配版提供3GB運行內存和64GB存儲空間（UFS2.0）；尊享版提供4GB運行內存和128GB存儲空間（UFS2.0）。
小米5內置的MIUI7還支持一鍵換機：無需網絡僅需3步，通訊錄、設置、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。
