Xiaomi Mi5 разполага с 5.15" Full HD дисплей с 600 нита яркост и ултратънка рамка, използва мощния чипсет Snapdragon 820 с до 4 GB RAM и до 128 GB вградена памет (UFS 2.0, каквато използва S7).
Основната камера е 16 МР (сензор Sony IMX298) с 4-осова оптична стабилизация, PDAF, двутонова LED светкавица, 4k видеозапис, бленда f/2.0 и защита от сапфир кристал. Предната камера е 4 МР с големи пиксели с размер 2um и f/2.0.
Смартфонът има NFC, VoLTE, скенер за пръстови отпечатъци и 3000 mAh батерия с Quick Charge 3.0.
Операционната система на Xiaomi Mi5 е Android 6.0 Marshmallow, но е покрита от модифицирания фирмен интерфейс MIUI 7.
Корпусът на Mi5 има 3D стъклен гръб, с който апаратът силно напомня на Samsung Galaxy S7, като профилът му е 7.25 мм и тежи 129 грама. Има и версия с керамичен корпус, която се усеща като мрамор според Хюго Бара, като при нея теглото е с 10 грама отгоре.
Цената е малко над $400, но има и по-евтини версии с 3 GB RAM и по-малко вградена памет - $306 за 32 GB и $351 за 64 GB.
