小米6拥有亮蓝、亮白、亮黑的四曲面机身和高光不锈钢边框。在设计上采用全部对齐的理念，天线对齐屏幕，卡槽对齐音量键。正面采用无孔式指纹识别、取消机械机构，背面双摄像头完全做平。抛光工艺不锈钢、四曲面玻璃被小米称为“七年工艺巅峰之作”，其中不锈钢高亮边框采用50道制程、272道工序加工，拥有金属镜面光泽；ÿ片四曲面玻璃机身都耗时12天、40道工序进行打磨。
核心配置方面，小米6搭载骁龙835处理器，全系标配6GB RAM、最高128GB存储。屏幕依旧为5.15英寸1920×1080分辨率，δ采用双曲面或高屏占比的设计，但加入专业护眼技术。