小米MIX2采用了和此前小米6相同的主摄方案，配备了备受市场好评的索尼IMX386镜头模组，1200万像素，并支持四轴光学防抖技术。小米MIX2搭载高通骁龙835八核移动平台，配备6GB/8GB运行内存，机身存储分为64GB、128GB和256GB版。后置小米6同款的1200万像素镜头，支持四轴光学防抖，后置电池3400毫安时电池，支持双卡6模43频全网通。