小米 15 UItra 的外观设计已经正式公布，其采用了独特的双拼色设计，上半部分为银色金属质感，而下半部分则为黑色素皮材质。
这种灵感来源于徕卡经典相机，整体造型与徕卡复古相机十分相似；此外，小米 15 UItra 的右上角还设计了一个红色标注的“UItra”角标。
在摄像头方面，小米 15 UItra 延续了经典的圆形大模组设计，内部包含四颗摄像头，主摄、直立长焦和超广角呈横向分布。
而潜望式长焦则单独放置在右上角；该潜望长焦镜头升级为 2 亿像素传感器，支持 100 倍 AI 融合变焦。
小米 15 UItra 正面配备了 2K 全等深四微曲屏幕，并支持超声波屏幕指纹技术；该机整体机身设计圆润，提供了良好的握持感。
