小米8搭载的处理器是骁龙845，具备红外人脸识别、双频GPS等技术，并且拥有AI双摄、光学变焦和光学防抖等功能。该机型是L1+L5双频GPS手机，内置3400毫安电池，支持QC4+快充技术。小米8的正面采用了带有下巴的刘海异形全面屏，而其背部采用四曲面玻璃设计，"水滴弧形"设计使得四曲面玻璃与7系铝边框衔接自然，使得机身相当于5.5寸传统手机，握感圆润轻薄。小米8的特色功能包括AI场景相机，可对206种场景进行AI优化处理，并在AI人像模式的基础上加入了7种影棚光效体验。此外，小米8还内置AI短视频剪辑功能，用户录制完一段120FPS以上的高帧率视频后，可通过默认7种预置风格之一进行一键处理。前置相机还加入了AI微整形功能。