据介绍，这款手机采用科技纳米皮后盖，及“更高标号的钛金属”中框，厚9.2mm、重224.4g，皮质耐磨提升6倍，通过SGS五星耐久认证。
性能方面，小米14 Ultra搭载第三代骁龙8平台，配备LPDDR5X内存、UFS 4.0闪存，采用全新4000m㎡双路环形冷泵散热系统，新增主摄独立散热环路，而且汽液分离设计，拥有3倍传统VC性能。
通信方面，小米14Ultra搭载了两颗自研的澎湃T1信号增强芯片，采用小米史上最强高性能天线组，中高频蜂窝通信性能最大提升37%，Wi-Fi、蓝牙性能最大提升16%，支持全球160 +国家地区漫游，覆盖430 +个运营商网络。
另据IT之家此前报道，小米14Ultra支持手机直连天通卫星，支持实时语音、双向短信，小米14Ultra搭载的两颗澎湃T1芯片中有一颗是专门用于卫星通信的芯片，卫星天线收发性能提升21%，支持电子围栏以及超级省电模式，进入无人区前会自动提醒开通卫星服务。