系统版本为MIUI8，目前小米并没有表明小米9支持防水功能，不过在此前曾经透露小米9采用的是P2i生活防水的设计；这个P2i生活防水的原理就是在手机表面加入了一层类似荷叶多孔微观结构的纳米涂料，从而使得水珠不易散开防止水流入机身内部造成损坏。
除此以外，小米9并没有太多机身上面的防水处理，因此只能够保护手机受到短时间突发的水溅泼，并不能够真正的保护手机内部在水浸泡的时候进入；也并没有达到通常意义上的三防手机级别，因此不要在使用过程中故意对着小米9冲水或者使用水泡。
小米9手机采用圆润的曲面机身，采用COP封装全面屏，“下巴”3.6毫米，颜色有深空灰、全息幻彩紫、全息幻彩蓝。边框厚度3.5毫米，最厚处7.61毫米，手机重173克。
小米9后壳采用纳米级激光全息工艺加双层镀膜，手机背部区域内雕琢了1.7亿条纳米光栅，配合光学增亮镀膜，不同光线下会呈现彩虹色以及闪耀金属光泽
