小米6的CPU是高通骁龙835八核处理器，其主频是2.45GHz。小米6所有版本都搭载满血版的高通骁龙835处理器，以及配备6GB运行内存。

小米6采用了5.15英寸1080P显示屏，最高亮度达到了600尼特，最低亮度低至1尼特，NTSC高色彩饱和度达到了94.4%。另外，这还是一块护眼屏幕，并通过了国家眼科诊断与治疗工程技术研究中心的权威认证，长时间观看能有效降低对眼睛的伤害。

此外，小米6跟进了双摄的设计，配备“广角+长焦”的双摄像头。版本方面，小米6提供了三个版本，分别为6GB RAM+64GB ROM和6GB RAM+128GB ROM的玻璃机身版，以及6GB RAM+128GB ROM的陶瓷尊享版。