据博主透露，小米15 Ultra在工程机阶段已经采用了2K等深四曲屏，屏幕尺寸虽然变化不大，但整体设计更加紧凑。
更令人瞩目的是，该机在紧凑的机身内配备了顶级的摄像头配置，包括2亿像素的大底大光圈潜望长焦镜头、5000万像素的大光圈直立中长焦镜头以及一颗大光圈主摄，这样的摄像头配置无疑将为用户带来极致的拍照体验。
除了摄像头配置，小米15 Ultra还将标配多项顶级功能，其中包括卫星通信功能，这一功能将为用户提供更加可靠的卫星通信服务。
同时该机还将支持IP68/69级别的防尘防水，确保在各种恶劣环境下都能正常使用。此外，小米15 Ultra还将支持无线充电技术，为用户带来更加便捷的充电体验。
在电池容量方面，虽然小米15 Ultra在保持良好手感的前提下，电池容量并不会特别大，但预计仍将有所提升。参考小米14 Ultra的5300mAh电池和90W有线、80W无线的充电规格，小米15 Ultra的电池容量预计将在5800mAh左右，这样的电池容量已经足够满足大部分用户的日常使用需求。
在核心配置方面，小米15 Ultra将搭载骁龙8至尊版处理器。作为骁龙系列史上的最强移动平台，骁龙8至尊版采用了台积电第二代3nm工艺制造，拥有双超大核设计以及PC级架构。
其CPU部分包括两个主频高达4.32GHz的“超级核心”和六个主频为3.53GHz的“性能核心”，并配备了Adreno GPU。
据高通介绍，骁龙8至尊版的单核性能、多核性能以及能效均提升了45%，而整体功耗则降低了27%，这样的性能配置无疑将为小米15 Ultra带来极致的性能表现。