外觀方面，小米8正面采用三星6.21英寸廣色域AMOLED全面屏設計，分辨率為2248×1080(長寬比18.7:9)，屏占比高達86.68%。背部采用獨特的“水滴弧”設計，四曲面玻璃機身與7系鋁邊框精準銜接。機身相當於壹部5.5”的傳統手機，背部的弧度貼合手掌，單手握起來感覺圓潤輕盈。
支持P3廣色域，高對比度60000:1，高亮度600nit，支持信息屏顯示，陽光屏，護眼模式，無級色溫調節。重量僅為175g，配色有白色、金色、黑色、亮藍四種款式。
配置方面，四曲面玻璃機身搭配金屬中框，搭載驍龍845 AIE旗艦處理器，安兔兔跑分超過30萬分，標配6GB內存，64/128/256GB存儲。？
拍照方面，有1200+1200萬像素後置雙攝像頭，1.4微米大像素，雙核對焦，四軸防抖，AI場景識別支持多達206種，獨特的AI工作室燈光效果，支持AI短視頻剪輯，DxOMark拍照評分105。前置2000萬像素自拍攝像頭，首創AI微整形美顏，支持紅外解鎖。全黑環境也有。
電池方面，小米8內置3400mAh電池，支持最新的QC4+快充技術。
此外，小米8還有其他功能，如:全球首款雙頻雙通道GPS精準定位、多功能NFC(支持167城市公交卡)、全面屏5.0和雙卡雙4G雙VoLTE、內置蕭艾同學AI語音助手等。