小米12S Ultra采用6.73英寸2K+ AMOLED柔性曲面屏，搭载高通骁龙8+旗舰处理器，前置3200万像素，电池为4860mAh，支持67W有线、50W无线闪充，支持IP68级防尘防水。小米12S Ultra配备48MP超广角+48MP潜望长焦，其中长焦亦支持OIS光学防抖，最高支持120倍变焦。