小米5X采用一体全金属机身设计，覆盖防指纹涂层，手感顺滑。机身厚度仅7.3毫米，重量165个，有黑色、金色、玫瑰金三色可选。手机采用圆润弧形收腰，手感舒适，背部则设计了隐藏式天线，后置指纹设计。
配置方面，小米5X采用5.5英寸1080p屏幕（阳光屏、夜光屏、护眼模式），搭载骁龙625处理器，搭配4GB内存+64GB机身存储，只有这一个内存版本。
小米5X红色特别版采用5.5英寸FHD显示屏，搭载骁龙625处理器，有4GB+32GB和4GB+64GB两种内存选择，内置3080mAh容量电池。前置摄像头500万像素摄像头，支持第三代36级智能美颜、1080p视频通话实时美颜、面部识别等功能，后置摄像头为1200万像素广角摄像头+1200万像素长焦摄像头组合，支持双卡双待全网通，支持MicroSD扩展卡，背部指纹设计。配置上没变，只是多了一种颜色。
