在小米9發布會上，小米官方并沒有公布小米9是否支持5G的消息。而根據小米9官方配置參數顯示，小米9采用全網通5.0制式，最高支持4G網絡。也就是說小米9還并不支持5G網絡。

小米9搭載了目前高通最新的移動旗艦處理器驍龍855。驍龍855采用全新的Kryo485架構，7nm工藝制程，最高主頻高達2.84赫茲。根據高通公布的信息，驍龍855單核性能較上一代的驍龍845提升45%，能效提升40%，GPU性能提升20%，能像提升25%以上。

小米9配備6GB RAM+128GB ROM、8GB RAM+128GB ROM兩種運存和容量版本。同時，小米9還提供一款12GB RAM+256GB ROM的透明尊享版。根據小米9官方公布的數據，小米9在Antutu v7.2.4下綜合跑分為387851分。

屏幕方面，小米9采用三星AMOLED材質水滴全面屏，屏幕大小為6.4英寸，屏占比達到90.7%。小米9屏幕亮度為600nit，色域達到NTSC103.8%，同時支持60000:1的高對比度。

攝像頭方面，小米9采用后置AI三攝，其中主攝像頭采用IMX586傳感器，硬件像素達到4800W。為了加強對后置攝像頭的保護，小米9采用了243mm2藍寶石鏡頭。前置攝像頭方面，小米9搭載了2000萬像素前置相機，搭配上小米最新的AI算法，集合了小米美顏全部功能。小米9在Antutu v7.2.4下綜合跑分為387851分。

其他方面，小米9采用第五代屏幕指紋解鎖（鏡頭式光學指紋識別），并且提供全功能NFC模塊和紅外線功能，支持20W無線充電。