小米 15 Pro 相機系統仍與徠卡合作，鏡頭組了採用徠卡 Summicron 鏡頭系統，七片非球面鏡片設計，並使用了 ALD 低反射鍍膜，並將鏡片邊緣塗黑減少雜光，降低鬼影形成，感光元件前再採用紅外線濾鏡。
小米 15 Pro 三組相機都支援最高 4K/60fps DolbyVision HDR 錄影，並且也結合了 AI 機能，推出小米 AI 大模型運算攝影平台 2.0，每秒可計算高達 43 億的畫素量，並可透過數位助理小愛，告知想要拍攝的照片或影片內容，自動配對拍攝模式及參數，甚至自動剪輯產生短片，同時也能描述想要的修圖效果，讓數位助理自動幫你調整影像。
小米 15 Pro 暫時未如傳聞具有衛星通訊版，但首發小米澎湃 T1S 訊號增強晶片，搭配小米星辰通訊技術推出小米星辰無網通，訊號穿透力能達到七層牆壁，可在空曠無遮蔽的環境下，達到方圓 3.5 公里無訊號狀態下進行雙向通話，並且支援全球超過 500 家電信商網路。
小米 15 Pro 一樣具備 IP68 防水防塵，將首發基於 Android 15 的澎湃系統 2，並採用了支援 Dolby Atmos 杜比全景聲的立體聲雙喇叭，且小米 15 Pro 的 USB Type-C 埠採用了 USB 3.2 Gen 2 標準，傳輸速度最高可達 10Gbps。
小米 15 Pro 首發搭載了最新的高通 S8E處理器，翼行環狀冷泵均熱板比前代延長了 14%，採用了矽碳負極「金沙江」高密度電池，容量高達 6,100mAh，並且在 1,600 次循環後健康度仍可超過 80%，不過相較於前代 120W 快充，小米15 Pro 有線快充縮水到了 90W，無線充電則維持 50W 的規格。
小米 15 Pro 搭載由 TCL 提供的 6.73 吋 M9 LTPO AMOLED 平面螢幕，表面覆蓋小米二代龍晶玻璃，解析度 QHD+ 並具備 1~120Hz 自動更新率，擁有 DC 以及 1,920Hz PWM 調光，峰值亮度可達 3,200nits，螢幕下指紋辨識也升級成了更安全的超音波辨識。
小米 15 Pro 主相機沿用了前代光影獵人 900 感光元件，擁有 5,000 萬畫素以及 1/1.31" 的尺寸，但 F/1.44 的光圈取消了可變設計，5,000 萬畫素長焦相機升級成了 120mm 五倍焦段，並支援 30 公分長焦微距，及含錄影都可以用的 10 倍無損變焦，5,000 萬畫素 14mm 的超廣角相機則與前代相同。
小米 15 Pro 相機系統仍與徠卡合作，鏡頭組了採用徠卡 Summicron 鏡頭系統，七片非球面鏡片設計，並使用了 ALD 低反射鍍膜，並將鏡片邊緣塗黑減少雜光，降低鬼影形成，感光元件前再採用紅外線濾鏡。
小米 15 Pro 三組相機都支援最高 4K/60fps DolbyVision HDR 錄影，並且也結合了 AI 機能，推出小米 AI 大模型運算攝影平台 2.0，每秒可計算高達 43 億的畫素量，並可透過數位助理小愛，告知想要拍攝的照片或影片內容，自動配對拍攝模式及參數，甚至自動剪輯產生短片，同時也能描述想要的修圖效果，讓數位助理自動幫你調整影像。
小米 15 Pro 暫時未如傳聞具有衛星通訊版，但首發小米澎湃 T1S 訊號增強晶片，搭配小米星辰通訊技術推出小米星辰無網通，訊號穿透力能達到七層牆壁，可在空曠無遮蔽的環境下，達到方圓 3.5 公里無訊號狀態下進行雙向通話，並且支援全球超過 500 家電信商網路。
小米 15 Pro 一樣具備 IP68 防水防塵，將首發基於 Android 15 的澎湃系統 2，並採用了支援 Dolby Atmos 杜比全景聲的立體聲雙喇叭，且小米 15 Pro 的 USB Type-C 埠採用了 USB 3.2 Gen 2 標準，傳輸速度最高可達 10Gbps。
小米 15 Pro 系列推出了 12+256GB、16+512GB 以及 16GB+1TB 三種容量，售價分別為 5,299、5,799 以及 6,499 人民幣，比前代漲了 300 到 500 人民幣，折合台幣約 2.4 萬、2.6 萬以及 2.9 萬，特殊色亮銀版三種容量售價則再提高 200 人民幣。