小米12pro搭载全新一代骁龙8处理器，基于三星4nm先进制程工艺打造，同时GPU部分升级至全新的Adreno™730，相比上一代图形处理能力有了大幅提升。存储方面，搭载UFS3.1闪存以及LPDDR5 运行内存，日常应用、大型游戏均能轻松流畅运行。为了缓解骁龙8的发热问题，小米12 Pro搭载动态性能调度技术，实时智能预判画面及操作，调整骁龙8激活核心数量、频率及屏幕刷新率，让骁龙8的性能收放自如。
影像系统方面，小米 12 Pro搭载索尼IMX707，后置50MP高清三摄，前置32MP，配合小米的夜枭算法2.0，夜景色彩还原更精准，成像素质更出众。小米12系列还搭载小米紫烟的CyberFocus 万物追焦技术，能够识别主体、学习主体、稳稳追住主体，一眼锁定。
续航方面小米12 Pro采用小米首款自研充电芯片澎湃P1，实现120W单电芯充电的突破，在轻薄机身下首次实现单电芯大电量120W快充。支持有线120W澎湃秒充、50W无线秒充和10W无线反向充电。
