Mi 6 có cấu hình mạnh trong tầm giá với chip Qualcomm Snapdragon 835 (lõi tám tốc độ 2,45 GHz), là thiết bị đầu tiên được hỗ trợ bởi vi xử lý này tại Trung Quốc. Máy có màn hình 5,12 inch, RAM 6GB, bộ nhớ từ 64 GB tới 128 GB. Cấu hình và bộ xử lý của máy có thể chạy mượt các game nặng và nhiều ứng dụng đồ họa.
Chiếc smartphone này được thiết kế với khung kim loại và hai mặt kính bóng. Mặt kính trước được làm cong 3D và tấm kính phía sau cong dọc theo cả 4 cạnh.
Máy ảnh phía sau được nâng cấp thành camera kép. Đây là hệ thống camera 4 trục OIS, một hỗ trợ góc rộng và một ống kính tele với zoom quang học x2, zoom kỹ thuật số x10. Phiên bản Ceramic được phân biệt bởi viền camera được mạ vàng.
Màn hình có tính năng giảm chói nhờ khả năng điều chỉnh tới 0,15 nit (đơn vị đo độ sáng) trong tổng số 4.096 cấp độ, giúp chiếc smartphone này có thể lọc ra ánh sáng màu xanh trong khi vẫn giữ lại ít màu vàng, khiến hình ảnh hiển thị tự nhiên hơn.
Những người kỳ vọng một phiên bản smartphone không viền như Mi Mix sẽ hơi thất vọng trước thiết kế của Mi 6, dù nhìn ở nhiều góc độ máy vẫn khá bắt mắt.
Kích thước cụ thể của máy là 145,17 x 70,49 x 7,45 mm. Tuy ấn tượng với lớp vỏ bóng hai mặt, vỏ máy vẫn bám vân tay và bụi bẩn.
Mặt bên với nút nguồn và phím chỉnh âm lượng.
Mi6 cũng cải tiến tính năng Wi-Fi với chuẩn 2x2, với hai ăng-ten thu và phát giúp người dùng tiếp nhận được sóng tốt hơn, đặc biệt trong khu vực có nhiều điểm mù.
Giắc cắm tai nghe 3,5mm đã bị loại bỏ, thay vào đó là một cổng USB Type-C. Pin có dung lượng 3.350 mAh, đủ dùng trọn vẹn một ngày. Giá bán của bản Ceramic là 2.999 nhân dân tệ (khoảng 9,9 triệu đồng), trong khi các bản khác có giá 8,3 triệu (64GB) và 9,6 triệu (128 GB).
