Xiaomi Mi 4s trang bị chip xử lí Snapdragon 808 8-lõi @ 1.8GHz , đồ họa  Adreno 418 , 3GB RAM , lưu trữ trong 64GB ,kèm theo khe cắm thẻ nhớ microSD .

Mi 4s dùng màn hình 5-inch 1080p có lớp kính bảo vệ Corning Gorilla Glass . Phía sau điện thoại này là Camera 13MP , tự động lấy nét  ,Dual-Tone LED Flash ; Camera 5MP phía trước .

Nó dùng quét vân tay đặt phía sau , cổng USB Type-C và cảm biến hồng ngoại , pin 3260mAh hỗ trợ công nghệ nạp điện nhanh , hỗ trợ 4G LTE , WiFi 802.11 b/g/n/ac 2-band MU-MIMO .

Xiaomi Mi 4s dùng hệ điều hành Android 6.0 với giao diện MIUI 7 .