Mi A1 có thiết kế gần như tương đồng với các mẫu smartphone khác của Xiaomi nhưng có phần sang trọng hơn. Máy sử dụng khung kim loại cao cấp, mỏng 7,3 mm và nặng 165 g, dù có kích thước nhưng vẫn đem lại cảm giác cầm nắm dễ chịu do các cạnh viền được bo tròn và vát cong.

Mặt sau bao gồm cụm camera kép và cảm biến vân tay, tốc độ nhận diện tương đương với các sản phẩm trong cùng tầm giá. Viền ăng-ten chạy sát hai cạnh trên/dưới tương tự như iPhone, rất nhiều sản phẩm đến từ Trung Quốc đã học theo kiểu thiết kế của Apple trong năm qua. 

Mi A1 sử dụng màn hình IPS Full HD 5,5 inch với mặt kính cong 2.5D (403 ppi), màu sắc hiển thị tốt và sắc nét. 

Máy sử dụng vi xử lý Qualcomm Snapdragon 625 lõi tám (2 GHz) tương tự như Note 4 và Mi Max 2, cho hiệu suất và khả năng sử dụng tốt trong tầm giá. Với 4 GB RAM, Mi A1 có thể xử lý gần như các tựa game có đồ họa nặng và khả năng đa nhiệm tốt hơn. 

Trong quá trình sử dụng, điện thoại không nóng lên quá nhiều ngoại trừ lúc cắm sạc hoặc sử dụng Google Maps để điều hướng trong thời gian dài. 

Mi A1 có bộ nhớ trong 64 GB, đồng thời hỗ trợ thêm khe cắm thẻ nhớ lên đến 128 GB. Tuy nhiên, nếu sử dụng thẻ nhớ thì bạn phải hy sinh một khe cắm SIM nano. Thiết bị này được trang bị sẵn cổng hồng ngoại, cho phép người dùng có thể điều khiển hàng loạt thiết bị trong nhà bằng ứng dụng Mi Remote. Âm thanh phát ra trên Mi A1 không quá lớn, rõ ràng và ở mức trung bình. 

Xiaomi Mi A1 được trang bị viên pin có dung lượng 3.080 mAh, không quá cao so với các dòng smartphone đời mới hiện nay. Tuy nhiên, sản phẩm cho thời lượng sử dụng pin khá tốt nhờ được tối ưu hóa phần mềm, công nghệ sạc nhanh của Qualcomm và cục sạc 2A đi kèm cho thời gian sạc đầy chưa đến hai tiếng.

Xiaomi Mi A1 được trang bị cụm camera kép ở mặt sau, bao gồm một camera góc rộng 12 MP (f/2.2) và ống kính tele 12 MP (f/2.6) cùng đèn flash LED kép. Trong điều kiện ánh sáng lý tưởng, camera trên Mi A1 sẽ mang lại cho bạn những bức ảnh chụp chân dung với màu sắc tự nhiên, tuy nhiên không ít trường hợp bị nhòe và màu sắc nhợt nhạt. Ngược lại, trong điều kiện ánh sáng yếu, hình ảnh bị nhiễu khá nhiều và thiếu chi tiết, tương tự như các dòng smartphone giá rẻ khác của Xiaomi.  

Mi A1 chạy Android 7.1.1 Nougat (không tùy chỉnh), chỉ có ba ứng dụng của Xiaomi được cài sẵn bao gồm Feedback, Mi Remote và Mi Store. Điều này đồng nghĩa với việc người dùng sẽ thường xuyên nhận được các bản cập nhật vá lỗi từ Google. 

Nhìn chung, với những giá trị mà Xiaomi Mi A1 mang lại, sản phẩm này thực sự nổi bật trong phân khúc tầm trung nhờ thiết kế đẹp mắt, cụm camera kép, cấu hình tốt và mức giá rẻ.