小米11Ultra处理器是高通骁龙888型号的，同样配备了3200MHz的LPDDR5内存依旧UFS3.1闪存，这样的铁三角组合是目前最顶级的硬件配置。这次小米11Ultra为了让骁龙888的性能发挥到极致，重新设计了散热系统，这次散热系统采用全新的固、液、气的散热系统，同时机身内部还多处设计了温度传感器，使得小米11Ultra的能够时刻保持机身内部温度，保证骁龙888性能的最大发挥。
　　在影像配置方面两款机型都采用了2000万像素前置镜头，在后置摄像头配置则有些不同小米11Pro采用了5000万像素主摄，小米11Ultra的主摄采用小米和三星联合研发的GN2，这一次小米比三星它自己还更早地用上了5000万像素ISOCELLGN2，别人都是超大底的GN1，这已经成了第二代了。