Визуально Xiaomi 15 копирует предшественника Xiaomi 14, а все ключевые улучшения прячутся под капотом. Производитель снова делает акцент на том, что это мощный камерофон, разработанный в сотрудничестве с Leica. Основной модуль построен на крупном сенсоре OmniVision OVX9000 (1/1.31", 2.4 мкм) и оснащен светосильной оптикой Leica Summilux f/1.6. Камера поддерживает лазерный автофокус, Dual-Pixel PDAF и оптическую стабилизацию.


Ультраширокая и телефото-камера также используют 50 МП сенсоры с оптикой Leica. Телефото-модуль построен на плавающей оптике, которая позволяет фокусироваться с расстояния от 10 см и использовать 2.6× оптический зум. В конструкции задней и фронтальной панелей предусмотрены датчики цветовой температуры. Камера дополнена системой ProFocus с отслеживанием взгляда и движения объекта, а также программными режимами Leica Authentic/Vibrant, MasterCinema и возможностью записи видео в формате 8K и 4K Dolby Vision.

Среди других особенностей Xiaomi 15 стоит выделить ультразвуковой сканер отпечатков в экране, 3D-распознавание лица, барометр, компас, вибромотор по оси X, инфракрасный порт. 6.36-дюймовый OLED-дисплей обновляется с частотой 120 Гц, имеет поддержку LTPO и DC Dimming, а также поддерживает воспроизведение с HDR10+ и Dolby Vision. В роли процессора в Xiaomi 15 установлен топовый Snapdragon 8 Elite.

По традиции в серии вышло несколько модификаций смартфона с разными конфигурациями памяти (256/12 ГБ либо 512/12 ГБ), а также несколькими вариантами расцветок.