小米8手機長為：15.49釐米。重量為175g，有白色、金色、藍色和黑色四種顏色。小米8採用6.21英寸的三星AMOLED屏幕，分辨率為2248x1080，縱橫比是18.7：9，屏佔比為86.68%，最高亮度600nit。
小米8正面採用6.21三星AMOLED屏幕，支持P3廣色域，色彩鮮豔通透；正面採用了COF 封裝帶下巴的OLED 劉海異形全面屏； 背部採用特有的“水滴弧形”設計，四曲面玻璃機身與7系鋁邊框精密銜接，機身相當於5.5"傳統手機，背部曲率與手心貼合，單手握感圓潤輕薄。
小米8不僅同樣支持AI場景相機可對206種場景進行AI優化處理之外，還在AI人像模式的基礎上加入了7種影棚光效體驗，通過大數據可以更準確獲取景深數據進行背景優化。同時，小米8還內置AI短視頻剪輯功能，用户錄製完一段120fps以上的高幀率視頻後，可通過默認7種預置風格之一進行一鍵處理。前置搭載像素四合一技術的2000萬像素相機，為了讓自拍美顏體驗更進一步升級，加入了AI微整形美顏功能。
