小米12S Ultra继续使用屏下指纹解锁。上一代的小米11Ultra就已经支持超声波指纹识别，在日常使用过程中，准确度还是易用性都是非常高的，很适合现在戴口罩的场景中使用。
小米12S Ultra拥有长焦镜头，长焦镜头预计使用4800万像素IMX586传感器，等效120mm焦段，支持5倍光学变焦与120倍数码变焦。上一代的小米11Ultra可以支持120倍数码变焦、10倍混合光学变焦、5倍光学变焦，今年小米12S Ultra预计在镜头上会有更多的进步，长焦拍摄倍数也可能会提升。
小米12S Ultra采用的是和上一代一样的挖矿屏设计，前置摄像头位于顶部中间，并不是屏下摄像头，前置摄像头预计是3200万像素。小米12S Ultra屏幕为双曲面屏，支持屏下指纹解锁功能。
小米12S Ultra是有OTG功能的，在OTG功能中用户可以来和其他设备进行各种数据传输。
路径二:在文件管理中点击右上角三个点选择USB设备，然后就可以使用、管理U盘中的文件
小米12S Ultra手机内有两个Nano-SIM卡槽设计，可以同时放入两张电话卡，双卡不限运营商均可5G驻网。在使用双卡的时候，需要注意同一家运营商是否可以同时5G在线的情况，比如中国电信就无法两张卡都5G在线，副卡只能注册电信VoLTE网络，因此在搭配运营商的时候要注意这一情况。建议在选择购买手机卡的时候，询问当地运营商，了解详情。
小米12S Ultra可支持67W的有线快充，也可以支持无线充电和反向充电，但不支持120W的快充。小米12S Ultra的电池容量为5000毫安时，单电芯设计，与目前大多数的旗舰智能手机续航都差不多，可以满足一天的重度使用。小米12S Ultra还有望配备澎湃 P1 芯片，澎湃 P1 芯片此前已经在小米、红米旗下多款手机上使用，可以降低能量损耗，全面提升充电效率。
小米12S Ultra主要配置包括处理器为骁龙8Gen1Plus，台积电的4nm工艺，功耗和发热均有较大的改善，屏幕方面采用6.7英寸Quad HD+分辨率120Hz 刷新率的三星AMOLED屏，支持LTPO技术，电池容量为4800mAh，并支持67W有线万潜望长焦 ，并且与徕卡联合打造的影像系统，最高可选择12GB的 LPDDR5RAM和512GB的UFS3.1存储。
小米12S Ultra有光学防抖，后置摄像头的组合为后置主摄50MP(IMX989，OIS)+48MP超广角(OIS)+48MP潜望长焦(120倍变焦)，前置32MP摄像头，应该有澎湃C2 ISP处理器，同时还有徕卡合作的镜头调校。
小米12S Ultra和小米12系列一样，取消了3.5mm耳机插孔，改为了Type-C插孔。如果想要使用3.5mm的耳机连接手机，需要一个转接线mm耳机孔的原因是，为手机节省下更多的内部空间。另外目前无线蓝牙耳机也越来越普及，对3.5mm耳机孔的需求也更小。
小米12S Ultra上的相机系统是小米和徕卡合作调校的，小米12S Ultra在外包装上还会有雷军和徕卡相机全球董事会主席 Dr. Andreas Kaufmann 的亲笔签名。小米12S Ultra将有望首发索尼IMX898传感器，配合徕卡色彩管理方案，这颗传感器的尺寸接近1英寸、5000万像素，小米12S Ultra还将配备百倍数码变焦，最高支持120倍数码变焦，支持OIS光学防抖设计