小米Play在外观上采用前后镜面设计，正面为5.84寸2280x1080分辨率水滴屏，下巴较窄。背面和塑料为塑料材质，但在高光工艺下既保持了渐变玻璃效果也提高了整机一体感。底部包括左右对称的扬声器麦克风开孔、Micro USB接口。按键都集成在右边框，左侧的SIM卡槽支持同时插入2张SIM卡和TF卡。顶部为3.5mm耳机接口，在高屏占比和轻量化材质的加持下，整机握感十分舒适，整机三围147.76×71.89×7.8mm重量仅150g。
配置上小米Play全球首发联发科P35移动平台，其采用12nm制程工艺。CPU为Cortex-A53架构4×2.3Ghz.1+4×1.8Ghz，GPU为Imagination Technologies的PowerVR GE8320，在不考虑更优秀制程前提下，CPU略强于骁龙626，GPU和骁龙632相差不多，存储目前仅有4GB+64GB版本，电池容量3000mAh，预装MIUI 10系统基于Android 8.1。
拍照方面，小米Play后置采用索尼IMX486+OV02a10组合，主摄1200万像素，像素面积1.25μm，光圈F/2.2，CMOS与小米6X相同。副摄为200万像素，主要用于虚化。前置摄像头为800万像素的S5K4H7，CMOS与小米Max3相同。在“AI Camera”的加持下，整机拍摄表现相比过去同CMOS机型，水平又有提升。
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