小米11ultra重234克，长度：164.3毫米，宽度：74.6毫米，厚度：8.38毫米，采用一块6.8英寸的AMOLED屏幕，拥有提供陶瓷黑、陶瓷白、大理石纹等3种颜色，采用精密陶瓷工艺机身。
小米11 Ultra屏幕采用了E4发光材料，拥有最高900尼特的激发亮度和高达1700尼特的峰值亮度，功耗低。支持10比特色彩显示和DCI-P3色域，凭借小米自研屏幕色彩校准算法，小米11 Ultra色准表现JNCD值≈0.38、ΔE≈0.41。在实际使用中，高色准屏幕显示能够使视频画面、图片内容的色彩较为精准，同时也为专业创作提供了保障。还支持全链路HDR 10+显示，结合AI大师画质引擎，支持超分辨率显示、MEMC运动补偿、AI智能场景优化以及视频画质增强，并且也支持低亮度下DC调光设置。
搭载了高通骁龙888，5纳米工艺制程，整体性能提升了25%，功耗也降低了25%。实现了有线无线的双67W充电速度，配备了5000毫安时的电池，MTW多极耳电芯加上第二代硅氧负极电芯，解决了提升充电速度，降低充电温升，以及充电不发热的大难题。