系统版本为MIUI8，小米9有红外遥控功能的，可以使用红外遥控去控制家电，这与小米推行手机+AIoT双引擎战略是分不开的，就是通过手机上的红外发射器将手机设备作为入口，去连接小米智能家居生态，可以用你的小米9去操控空调、电视、机顶盒，再也不用担心找不到遥控器了。
在其他配置上，小米9采用6.39英寸三星AMOLED水滴屏，内屏使用的是三星AMOLED顶级屏，103.8% NTSC超广色域，亮度高达600nit，搭载高通骁龙855旗舰平台；最高配备12GB内存+256GB存储，电池容量为3300mAh，支持27W快充，支持全球首款20W无线闪充。
小米9手机采用圆润的曲面机身，采用COP封装全面屏，“下巴”3.6毫米，颜色有深空灰、全息幻彩紫、全息幻彩蓝。边框厚度3.5毫米，最厚处7.61毫米，手机重173克。
小米9后壳采用纳米级激光全息工艺加双层镀膜，手机背部区域内雕琢了1.7亿条纳米光栅，配合光学增亮镀膜，不同光线下会呈现彩虹色以及闪耀金属光泽
