Xiaomi 15 Ultra配備6.73吋WQHD+ AMOLED顯示器，解析度達 3200 x 1440，螢幕峰值亮度 3200 nits，支援 1Hz 微光顯示。採用小米龍鎧架構，搭載小米龍晶玻璃 2.0，官方數據顯示耐摔能力提升 16 倍，並搭配CNC加工鋁合金中框與Corning Gorilla Glass 7i。
錄影部分，主鏡頭與長焦鏡頭支援4K 120fps 錄影，並具備光學防手震（OIS）與電子防手震（EIS），支援Dolby Vision 4K 60fps錄影及 10-bit Log 格式，提升色彩細節與後製靈活度。該機亦為Android 首款支援ACES（Academy Color Encoding System）的機型，強調專業影像色彩準確度。
硬體方面，Xiaomi 15 Ultra採用 Snapdragon 8 Gen 3處理器，內建Xiaomi IceLoop 3D雙通道散熱系統，強調高負載運行的穩定性。電池容量為5410mAh，支援90W有線快充與80W無線快充。
Xiaomi 15方面則是採用6.36吋CrystalRes AMOLED顯示螢幕，解析度2670 x 1200，畫素密度460 ppi，螢幕峰值亮度達3200 nits，支援25% APL（Average Picture Level）。M9顯示面板相較前代降低10%功耗，並通過TÜV Rheinland低藍光、零頻閃與節律友善認證，支援DC調光，提升長時間觀看舒適度。
處理器搭載Snapdragon 8 Gen 3，並內建Xiaomi IceLoop翼式環形冷泵散熱系統，在高強度使用情境下維持穩定效能。Xiaomi 15配備5240mAh電池，支援90W有線快充與 50W 無線快充。
Xiaomi 15將提供12GB+256GB和12GB+512GB兩種UFS 4.0儲存版本，Xiaomi 15 Ultra則升級為UFS 4.1，提供16GB+512GB及16GB+1TB版本。
台灣預計在3月7日公布相關上市資訊。
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