小米15定制版在硬件配置上与普通版本保持一致。它配备了一块6.36英寸的全面屏，采用独家定制的M9发光材料，屏幕亮度调节更加顺畅。这款屏幕支持全亮度DC调光，拥有高达460PPI的像素密度，最高亮度可达3200尼特。屏幕还拥有1-120Hz自适应刷新率，并且覆盖有小米特有的龙晶玻璃，使用体验极佳。
性能方面，小米15全球首发搭载了骁龙8至尊版移动平台。该平台采用台积电第二代N3E工艺制造，性能卓越。续航方面，手机内置了5400mAh大容量电池，同时支持90W有线快充和50W无线快充。搭配磁吸保护壳后，还可实现30W的磁吸无线充电，满足用户长时间使用的需求。
在摄影方面，小米15定制版配备了徕卡认证的三颗高速镜头，包括5000万像素的主摄、超广角镜头和长焦镜头。该机还升级了Xiaomi AI大模型计算摄影平台至2.0版本，能够每秒处理高达43亿像素的图像数据，拍照效果更加出色。
其他配置上，小米15采用了先进的超声波屏下指纹识别技术，支持NFC功能，并且具备IP68级别的防尘防水性能。操作系统方面，该机首发全新的澎湃OS 2.0系统，新增妙享桌面功能，用户可以在Mac上实现手机画面的镜像显示，实现跨设备无缝连接体验。
