根据此前的信息汇总，小米15预计会配备骁龙8 Elite处理器，采用一块6.36英寸的OLED直屏，分辨率为1.5K，由国产厂商华星光电提供。该机内置5500mAh大容量电池，支持90W有线快充，并搭载多颗小米自研的澎湃辅助芯片。影像方面，小米15后置徕卡系统，包括一颗5000万像素主摄和一颗直立长焦镜头，运行的是小米最新的澎湃OS 2.0系统。
小米15 Pro同样预计搭载骁龙8 Elite处理器，但屏幕尺寸略大，约为6.7英寸，采用OLED曲面屏，分辨率提升至2K，同样由华星光电供应。内置电池容量更大，达到6000mAh，并支持120W有线充电和无线充电功能。该机同样搭载多颗小米自研的澎湃辅助芯片，后置徕卡影像系统，包含一颗5000万像素主摄和一颗5000万像素潜望式长焦镜头，运行的也是小米澎湃OS 2.0系统。