Xiaomi Mi 6X memiliki prosesor Qualcomm Snapdragon 660 octa-core (Quad core 2.2GHz Kyro + Quad 1.8GHz Kyro) dengan pengolah grafis Adreno 512. Selain itu, terdapat 3 opsi pilihan memori yakni 4GB/64GB, 6GB/64GB dan 6GB/128GB. Tentunya, setiap opsi varian memori RAM dan memori internal memiliki harga yang berbeda-beda pula.
Walaupun menggunakan chipset kelas menengah dan bukan kelas flagship, Snapdragon 660 tetap memiliki performa gahar berkat penggunaan CPU octa core Kyro, dimana CPU seri ini biasanya digunakan pada chipset Qualcomm kelas atas seperti Snapdragon 835 dan Snapdragon 845. Selain itu, memori RAM 4GB LPDDR4x model dual channel semakin menambah kegesitan performa smartphone ini. Dijamin smartphone ini akan kompromi diajak main game berat maupun aktivitas multitasking.
Baterei yang digunakan Xiaomi Mi 6X ini berkapasitas 3010mAh (fast charging), tergolong cukup kecil untuk menjalankan MIUI 9.5 berbasis Android 8.1 Oreo seharian penuh dengan segala aktivitas. Karna menggunakan launcher buatan sendiri yakni MIUI, dapat dipastikan jika Mi 6X ini bukan smartphone Android One seperti Xiaomi A1 yang menggunakan OS Android murni tanpa kustomisasi dan minim aplikasi bawaan.
Adapun konektivitas yang dimiliki smartphone ini meliputi jaringan 4G LTE, Miracast, Bluetooth 5.0, IR emitter, USB Type-C port dan tanpa kehadiran port audio jack 3.5mm. Sensor yang dimiliki Mi 6X meliputi accelerometer, ambient light sensor, gyroscope, dan proximity sensor. Untuk urusan keamanan, Xiaomi Mi 6X memiliki sensor sidik jari dan sensor pemindai wajah.