小米手機對“發燒級”的理解是極速和自由，所以成為全國首款1.5GHz主頻手機，高通MSM8260 1.5GHz雙核處理器是目前全球最強大的手機處理器之一，隸屬Snapdragon System 3陣營，雙核異步，可針對多任務提供兩個不同的工作頻度，有利于減少功耗，提高速度。同時這塊芯片集成了Adreno220 GPU，該GPU擁有支持Open GLES 2.0和Open VG 1.1的3D/2D加速引擎、1080p視頻編/解碼技術。

小米手機配備一塊4.0英寸夏普屏幕，分辨率854×480像素，16:9比例。該屏幕采用半反半透的TFT材質，色彩飽和度高，在陽光下顯示十分清晰。除了性能，功耗也是小米手機重點考慮的問題。對此，小米的態度是“簡單粗暴”，直接配備1930mAh鋰電池，增大電池容量是對待機時間最有力的提升之一，雷軍在發布會上向消費者承諾“小米手機保證可以用兩天”。