小米手机5搭载了高通骁龙820处理器，但在标准版上使用的是同系列处理器中的降频版。运行内存方面，标准版、高配版使用3G运行内存，尊享版使用4G运行内存。显示屏大小为5.15英寸，拥有95%NTSC色域、16颗背光灯、600nit亮度。
标准版
骁龙820 最高主频1.8GHz
Adreno530 510MHz
3GB 1333MHz LPDDR4
32GB UFS2.0闪存
高配版
骁龙820 最高主频2.15GHz
Adreno530 624MHz
3GB 1866MHz LPDDR4
64GB UFS2.0闪存
尊享版
骁龙820 最高主频2.15GHz
Adreno530 624MHz
4GB 1866MHz LPDDR4
128GB UFS2.0闪存