Terdapat sebuah lubang (punch hole) di bagian atas layar yang menampung kamera depan 32 MP.
Untuk sektor hardware, Xiaomi 12S Ultra dibekali chipset Snapdragon 8+ Gen 1 yang dirancang dengan arsitektur 4nm.
Chipset ini dipadu dengan tiga opsi RAM LPDDR5 dan penyimpanan UFS 3.1, yaitu 8/256 GB, 12/256GB, dan 12/512 GB.
Pada aspek daya, Xiaomi 12S Ultra mengandalkan baterai 4.860 mAh yang sudah mendukung fitur fast charging 67 Watt.
Xiaomi 12S Ultra sudah menjalankan sistem operasi (OS) Android 12 dan dilapisi antarmuka khas Xiaomi, MIUI 13.
Di China, Xiaomi 12S Ultra tersedia dalam tiga banderol berbeda yang terdiri dari: