Sản phẩm có mặt lưng bằng gốm thiết kế bo tròn ở 4 mặt chuyển đổi mượt mà lên các khung hợp kim nhôm. Trong khi đó, Mi Mix 2 phiên bản đặc biệt có thiết kế nguyên khối và toàn bộ phần vỏ ngoài đều sử dụng chất liệu gốm.
Mi Mix 2 nhỏ hơn 11,9% so với thế hệ trước. Máy có màn hình 6 inch tỷ lệ 18:9, viền siêu mỏng giúp Mi Mix 2 vẫn giữ được sự gọn gàng. Thay vì giải pháp loa cách điện như trên Mi Mix, thế hệ thứ hai sử dụng hệ thống loa ẩn chỉ chiếm một mảnh không gian mỏng ở giữa cạnh trên của điện thoại và màn hình. Máy ảnh trước 5 megapixel vẫn giữ nguyên vị trí, Mi Mix 2 sử dụng cảm biến tiệm cận siêu âm.
Smartphone của Xiaomi trang bị vi xử lý Qualcomm Snapdragon 835 và 8GB RAM. Máy cũng được trang bị cảm biến Sony IMX386 mới nhất cho camera độ phân giải 12 megapixel. Hệ thống chống rung quang học OIS 4 trục giúp loại bỏ hiện tượng rung hay nhoè hình.
Mi Mix 2 6GB RAM có một màu duy nhất là đen với các phiên bản bộ nhớ trong là 64GB, 128GB và 256GB. Phiên bản Mi Mix 2 Special Edition RAM 8GB và bộ nhớ 128GB với hai lựa chọn màu sắc là trắng và đen.
Xiaomi sử dụng viên pin 3.400 mAh cho Mi Mix 2 và tính năng Quick Charge 3.0. Con số bị giảm bớt đi 1.000 mAh so với Mi Mix thế hệ trước. Mi Mix chạy MIUI 9 dựa trên nền Android 7 Nougat.
Tại thị trường Trung Quốc, giá của Mi Mix 2 từ 11,5 triệu đồng. Phiên bản đặc biệt có giá khoảng 19 triệu đồng.