这次小米10系列有两个版本，均搭载高通骁龙865处理器，标配LPDDR5内存和UFS3.0闪存。同时支持NSA/SA双模5G网络，以及WiFi6 8×8 MU-MIMO，内置横向线性马达，支持全功能NFC和红外功能。同时小米10系列还利用双环境光传感器，实现了更加自然的屏幕自动调光。
小米10和小米10 Pro相比，主要的区别还是在屏幕、拍照、外放等细节方面。两者的屏幕尺寸相同，都是6.67英寸的AMOLED双曲面挖孔屏，并且使用了小米专利的小孔径前置摄像头。不过小米10 Pro的屏幕支持原色显示，JNCD值小于0.55，ΔE值为1.1。峰值亮度可达1200nit，5000000:1的对比度，显示效果更加出色。
小米10的主摄采用了三星定制的1亿800万像素传感器，1/1.33英寸CMOS，f/1.69光圈7P镜头，支持OIS光学防抖。此外还配备了200万像素的独立微距镜头，以及1300万像素的超广角镜头，200万像素的景深镜头。
小米10 Pro同样是1亿800万像素的主摄，1/1.33英寸的大底，镜片数量升级为8P。同时它还配备了1200万像素的人像镜头、2000万像素的超广角镜头，支持双OIS光学防抖，10倍的混合无损变焦，50倍的数码变焦。另外还有5cm的微距。支持超级夜景，专业视频模式，AI相机，AI视频剪辑，激光对焦和HEIF格式照片。
凭借着高通骁龙865处理器影像引擎的升级，小米10 Pro的拍照性能也进一步提升。根据DxOMark最新的手机拍照榜单显示，小米10 Pro以124分的成绩超过了华为Mate 30 Pro 5G，拿下了第一名。
同时小米10 Pro还从太空中拍摄了一组地球的照片，虽然是从数十万公里的高度拍摄，但是凭借着1亿像素的高解析力，还是可以很清楚的看到地球大陆表面上的地形细节。这也从一定程度上表明，高像素和高解析力，确实是未来智能手机发展的一个方向。值得一提的是，雷军在这次发布上也已“全面超越”，来形容小米10系列针对华为旗舰手机的优势。
所以现在压力又来到了华为一方，虽然预计3月中下旬华为将发布新的P40系列，不过如果华为继续坚持使用4000万像素的索尼定制摄像头，可能在拍照领域很难再有太大的提升。即使凭借1、2分的优势再度超过小米10 Pro，恐怕也难以服众。
至于其它细节方面，小米10 Pro还增加了对称的双1216线性扬声器，也就是机身的顶部和底部发生单元体积一致，因此在手机横屏状态下播放音乐时，可以获得完美的立体声效。在拍摄视频时还支持立体声录音。因此小米10 Pro也在DxOMark的手机音频测试中，以76分轻松拿下了第一的排名。
当然，外观、性能和拍照的全面提升也价格的上涨。这次小米10系列终于来到了4000元到6000元的高端区间位。小米10从3999元起跳，小米10 Pro从4999元起跳。考虑到两款手机几乎没有短板的“水桶级”旗舰配置，这次的价格倒也不算太贵。
