F7 Ultra主打效能與影像升級，採用台積電3奈米製程的Snapdragon 8 Elite處理器，搭配POCO首顆獨立顯示晶片VisionBoost D7，支援智慧插影格、2K超解析度與HDR強化。AnTuTu跑分達284萬分。新機搭載Xiaomi HyperOS 2作業系統，整合Google Gemini AI助理，內建狂暴引擎4.0以提升遊戲幀率與反應速度。F7系列配備LiquidCool水冷技術與超大面積導熱管，能有效降低晶片溫度。
相機方面，F7 Ultra配備三鏡頭組合，包括5000萬畫素主鏡頭、浮動長焦鏡與超廣角鏡，涵蓋8種焦段，支援20倍長焦與AI運算攝影平台POCO AISP，支援UltraSnap連拍功能與動態影像拍攝。F7 Pro則搭載Snapdragon 8 Gen 3處理器與光影獵人800感光元件主鏡頭，搭配800萬畫素超廣角鏡，具備AI加持的雙焦距人像模式與連拍功能。
續航方面，F7 Ultra電池容量為5300mAh，支援120W有線與50W無線快充；F7 Pro則為 6000mAh電池，支援90W快充。兩款皆配備POCO自研電池管理晶片與充電晶片，可延長電池壽命至1600次循環後仍保有八成容量。
螢幕採高亮度AMOLED顯示器，支援3840Hz PWM調光、16,000級亮度調整與圓偏振光護眼技術，通過多項TÜV Rheinland證書。F7 Ultra首度採用超聲波指紋辨識器，提升濕手或戴手套時的解鎖表現。
外觀上，兩機背蓋採用霧面與亮面結合的玻璃工藝，導入無縫頂部與圓形鏡頭設計。F7 Ultra使用自家POCO龍晶玻璃，具IP68防水防塵等級；F7 Pro則使用康寧第七代玻璃。連線部分升級澎湃T1S天線調諧器，改善行動與Wi-Fi效能；聲音則透過雙喇叭與 AI 劇院模式強化音訊體驗。
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