小米4的内存容量分别是16GB和64GB。
配置方面，小米4采用高通骁龙801四核处理器，2.5GHz主频，3GB运行内存，这已经是现在安卓手机上能达到的最高配置了。
而小米4的另外一个比较有特色的功能是——高动态智能闪光灯，小米4会合成闪光前后的两张照片，将照片还原环境真实颜色。
小米4的运存ram是3GB。
摄像头方面，小米4采用1300万像素索尼IMX214堆栈式二代镜头，这个新传感器已经成为了最近国产旗舰的标配，因此小米4采用IMX214也并不意外。采用6P镜片镜头，F1.8大光圈，并且引入先拍照后对焦的功能。
