小米12S的设计也非常人性化。它拥有69.9㎜窄机身，专为单手握持而生，四曲面机身、机身中框以及正面超窄黑边封装工艺，既极具颜值和手感，目前，原本定价3999元起的小米12S，在小米官方品牌专卖店中起步价仅2569元，即使是12GB+512GB顶配版也才3669元，价格却更加亲民，是很值得入手的。
小米12S搭载的骁龙8+处理器， GeekBench5 单核跑分为1333分，多核跑分为4189分，在展现GPU理论性能的3DMarkWildLife测试中，获得10696分。小米12S支持小米动态性能调度功能，可智能判别进程运行的状态，根据用户用机需求匹配算力，在《王者荣耀》90帧模式下，游玩30分钟，对比未开启此功能时，功耗下降20%。
小米12S采用6.28英寸AMOLED曲面屏，分辨率为2400×1080提供了12bit色深以及杜比视界，色彩鲜艳，屏幕峰值亮度高。支持120Hz刷新率、480Hz触控采样率，支持HDR10+等。虽然屏幕相对传统手机来说尺寸较小，但它带来更出色的单手操控体验，让用户可以毫不费力地掌控这款手机，长时间使用也感觉不到任何疲劳。
小米12S是小米和徕卡首次合作研发的专业影像旗舰，它搭载了徕卡专业光学镜头、5000万像素的主摄， 拥有1.28英寸超大底、 f/1.9 大光圈以及OIS四轴光学防抖，再加上500万像素的长焦微距镜头和1300万像素的超广角镜头。 小米12S配备徕卡原生双画质、徕卡专业光学镜头、徕卡经典快门声、徕卡水印还有徕卡同款滤镜等。
小米12S后置主摄采用的索尼IMX707传感器， 四合一后达到2.4微米像素，进光量提升49%，配合小米自研的夜枭夜景算法，夜晚也可以拍出较好效果，配有CyberiFocuis万物追焦系统，能够自动识别人体、人脸，可随意锁定任何物体，实现万物追焦 。
小米12S内置4500mAh电池，支持67瓦有线快充、50瓦无线快充、10瓦无线反充，有线充电仅需42分钟可将4500mAh电池充至100%电量，无线充电在57分钟可将4500mAh电池充至100%电量。
小米12S配置的对称式双扬声器设计，分别置于上下边框，体积非常之大，再经由哈曼卡顿调音后，听感非常震撼，是目前手机外放界的第一梯队。此外小米招牌的红外和X轴线性马达功能也没有落下。
