小米12S的机身上有白色的徕卡 LEICA Logo,机身的宽度控制在69.9mm,同时重量仅182g,带来更出色的手感,在一众5G旗舰显得十分轻盈,配备了黑色、紫色、原野绿(素皮)以及白色四种配色。采用了一块华星光电6.28英寸OLED柔性屏幕,康宁 Victus保护玻璃,屏幕分辨率为2400*1080,支持120Hz刷新率,240Hz触控采样率,前后双感光,16000级亮度调节,1100nit峰值亮度,支持P3色域,12bit色深,通过DisplayMate A+认证,支持HDR10+以及 Dolby Vision显示,显示效果依旧出色。核心性能上,小米 12S采用全新一代骁龙8+处理器,存储方面,搭载UFS3.1 闪存以及LPDDR5 运行内存,小米 12S的主板采用全新的堆叠设计,辅以小米最薄的高达2600mm²超大VC液冷均热板,再加上小米动态性能调度技术,让机身尽可能的保持小尺寸同时拥有旗舰性能。内部塞入了一块4500mAh大容量新一代钴酸锂电池,支持67W有线快充以及50W无线充电,同时支持10W无线反充。还搭载对称式双扬声器,通过哈曼卡顿认证、Dolby Atmos以及Hi-Res小金标认证。此外,支持NFC+红外遥控,蓝牙5.2、WIFI6增强版、X轴横向线性马达等。影像系统方面,小米 12S采用后置三摄+前置3200万像素方案,主摄采用索尼IMX707 5000万像素1/1.28英寸超大底CMOS,F1.9超大光圈,2.44um四合一像素,同时支持OIS光学防抖。徕卡原生双画质,同时还配备了四款徕卡滤镜。另外,小米 12S还配置1300万像素超广角镜头+500万长焦微距。