Das Xiaomi Mi 8 verfügt über ein 6,21-Zoll FullHD+ (2248 x 1080) Super AMOLED-Display sowie 6 GB RAM und 64 GB oder 128 GB nativen Speicher, je nachdem, für welche Variante du dich entscheidest. Das Xiaomi Mi 8 wird durch den Snapdragon 845 64-Bit Octa-Core-Prozessor angetrieben, während er mit einem 3400 mAh Akku taktet, der Quick Charge 4+ Schnellladung unterstützt. Zwei starke 12-Megapixel-Kameras sind auf der Rückseite des Mi 8 enthalten, während eine 20-Megapixel-Frontkamera auf der Vorderseite des Flaggschiffs sitzt. Android 8.1 Oreo ist auf dem Mi 8 vorinstalliert. Darüber legt Xiaomi seine hauseigene Benutzeroberfläche MIUI 9.5.

Das Xiaomi Mi 8 ist aus Metall und Glas gefertigt. Oberhalb seines 6,21-Zoll-Displays sitzt ein Notch. Diesen ziert die Front aus gutem Grund: Das Mi 8 ist mit einer Infrarot-Face-Unlock-Funktion ausgestattet - einem fortschrittlichen Gesichtsscanner, der an die Implementierung des iPhone X erinnert. Der Mi 8 verfügt ausserdem über eine Doppelkamera auf der Rückseite und einen normalen kapazitiven Fingerabdruckscanner, der ebenfalls auf der Rückseite enthalten ist.