Xiaomi Mi 11 создан на базе однокристальной системы Qualcomm Snapdragon 888. Новинка получила AMOLED-экран с диагональю 6,81 дюйма и поддержкой частоты обновления изображения 120 Гц. Также устройство обладает быстрой оперативной памятью LPDDR 5 и флеш-памятью UFS 3.1. Флагман поддерживает проводную зарядку мощностью 55 Вт, беспроводную мощностью 50 Вт и обратную беспроводную зарядку на 10 Вт. Ёмкость батареи составляет 4600 мАч. Также смартфон оборудован стереодинамиками Harman/Kardon. В главной камере установлен датчик изображения Samsung HMX разрешением 108 Мп с оптической стабилизацией изображения.
Xiaomi Mi 11 оказался первым смартфоном, который может измерять частоту сердечных сокращений через дисплей. Глава компании Xiaomi Лэй Цзюнь официально заявил, что по точности измерения пульса смартфон Xiaomi Mi 11 обошёл современные смарт часы.