小米8采用双玻璃机身，背部特有“水滴弧形”设计，双摄竖置。正面采用支持软件隐藏的异形全面屏。具体规格为6.21英寸 AMOLED屏幕，18.7:9的比例，分辨率为FHD+（2248x1080），支持DPI-P3广色域。刘海区域多出一枚红外相机，增加了红外人脸解锁，支持在全黑环境下快速解锁。硬件上标配高通骁龙845 SoC，相机方面，后置摄像头采用与MIX2S相同的相机模组，均为广角+长焦方案，支持光学变焦、拥有人像模式，并且支持光学防抖。主摄像头采用SONY IMX 363传感器，拥有1.4微米超大像素，单个像素尺寸更高，并且拥有Dual PD对焦技术，提升了暗光条件下的对焦成功率。同时小米8面对暗光拍摄，在硬件上支持多帧合成降噪。小米8依旧拥有AI场景相机，面对不同的场景，小米8可针对不同场景提供独特的色彩优化。同时小米8也带来了AI影棚光效，支持7种不同光效，并可根据人脸自动调整光线角度。小米手机8前置拥有2000万像素，标配单摄虚化，并支持微整形级美颜，支持3D建模雕琢，更真实，更自然。其他方面，小米8依旧支持全功能的NFC，以及标配双路GPS（L1+L10双频双路GPS），优化手机定位，定位更精准。