米11 Ultra搭载了三星研发的6.81英寸AMOLED显示屏。屏幕拥有120 Hz刷新和480 Hz触控采样率，提供WQHD分辨率。屏幕支持HDR10技术，亮度可达1550尼特，采用大猩猩玻璃Victus保护。前置摄像头的穿孔屏幕包括一个指纹读取器。
小米新旗舰搭载的是骁龙888处理器，与之前的机型类似。八核处理器采用5 nm制造工艺生产，最高可达2.84 GHz，包括肾上腺素660 GPU。目前安卓手机中最强大的处理器。
在米11 Ultra的背面，有一个三星开发的5000万像素ISOCELL GN2主摄像头。这款相机配备了分辨率为4800万像素的索尼IMX586超广角摄像头和具有相同传感器的长焦摄像头。5倍光学变焦手机的主摄和长焦摄像头都有光学防抖技术。
和其他厂商类似，小米不仅仅局限于光学变焦，还在这款设备上为用户提供120倍的数码变焦。在设备正面，有一个2000万像素的摄像头。
小米新旗舰在DxOMark测试中以143分获得最佳相机称号。其最接近的竞争对手Mate 40 Pro Plus以139分排名第二。
借助设备背面的屏幕，您可以在拍摄时看到自己。此外，您还可以在此屏幕上查看各种信息，如时间。
该设备的5000 mAh电池可以通过有线和无线方式快速充电到67W，因此可以在37分钟内充满电。小米11 Ultra拥有IP68认证，防水防尘，是小米首批获得该认证的机型之一。
借助硅氧阳极技术，小米试图以最小的尺寸增量增加电池容量，还提供10W反向充电功能。
与其他竞争对手类似，这款智能手机通过MIUI 12用户界面开箱即用，并通过Wi-Fi 6e和5G技术提供高速互联网接入。就电池而言，小米11 Ultra是一款优秀的手机。