Chipset ini dibuat dengan fabrikasi 3 nm dan mengintegrasikan 19 miliar transistor, menghasilkan komputasi super cepat yang diklaim mampu menyajikan pengalaman bermain game setara konsol. Xring 01 juga digadang-gadang mampu meraih skor AnTuTu lebih dari 3 juta poin.
Ini didukung oleh dua Super Core Cortex-X925 dengan kecepatan clock maksimum 3.9 GHz. Meskipun sedikit di bawah kecepatan clock maksimal Qualcomm Snapdragon 8 Elite yang mencapai 4.32 GHz, performa chipset Xiaomi tetap sangat kompetitif di segmen flagship.

Untuk menjaga suhu perangkat, Xiaomi 15S Pro dilengkapi sistem pendingin Ring Cold Pump Pro berbentuk sayap. Mengutip Gizmochina, ponsel menampilkan layar OLED quad-curved 6,73 inci (3200×1440) yang menggunakan material Huaxing M9.
Kemampuan fotografinya juga patut diacungi jempol. Berkat Xring O1 ISP v4, Xiaomi 15S Pro mampu menangkap 8,7 miliar piksel per detik, menghasilkan video malam hari dan kondisi minim cahaya yang diklaim menakjubkan, serta mendukung fungsionalitas fokus penuh 4K.
Mirip dengan Xiaomi 15 Pro, sistem kamera 15S Pro disetel oleh Leica, dengan konfigurasi tiga sensor kamera belakang premium masing-masing 50 MP dan kamera depan 32 MP.
Daya tahan perangkat didukung oleh baterai 6.100 mAh dengan kemampuan pengisian cepat 90 W. Untuk harganya, Xiaomi 15S Pro varian memori terendah (16GB/512GB) dibanderol sekitar 760 dolar AS atau setara dengan Rp 12,4 juta.