野蛮生长时代的小米奉承“无设计就是最好的设计”被人笑了很久，从小米Note才开始真正重视工艺设计，当时其双面玻璃带来不错的观感和质感。米5一定程度上延续小米Note的设计，虽然白色面板的无边框设计所带来的黑边让人吐槽，但黑色版米5真的很不错。原本以为小米5S/5s Plus将延续米5的工业设计，结果小米来了个全金属材质的机身设计。
尽管小米5S/5s Plus的机身设计更换成了金属材质，但仍然保留着大弧度的机身背盖，整体轮廓和米5相似。然而，我们能从这两款手机中看到很多主流的设计，包括纳米注塑以及三段式的天线设计，以及金属机身的拉丝处理等等。
虽然小米5S和5s Plus是分别主打小屏和大屏市场的同系列产品，但小米5s Plus并不是小米5S单纯的放大版本。准确来说两款手机都有鲜明的差异化功能，而不是仅局限于屏幕大小的差异。譬如，小米5S采用更纳米注塑的天线设计，而小米5s Plus采用的是三段式设计，还有后置双摄像头以及指纹识别。
值得一提的是，小米5s Plus机身顶部加入了红外遥控的发射器(小米5S没有该功能)，可以摇控电视、冰箱等家电产品。
机身底部，小米5S和小米5s Plus的设计基本保持一致，左右对称开孔(仅有一侧为扬声器，另一侧为MIC)，中间设置了Type-C USB接口。
屏幕方面，小米5S屏幕尺寸为5.15英寸，小米5s Plus的为5.7英寸，两者的分辨率均为1080P。
此外，小米5S和5s Plus仍然采用类似无边框ID的设计，黑边显得有点宽。
值得一提的是，小米5S还支持压力感应触屏(仅有高配版小米5S才支持)，这也是和小米5s Plus差异出来的功能。
此外，小米5S采用了超声波指纹识别的设计，把指纹识别传感器整合到玻璃面板里面，避免了前面板的开孔。但是挖了一个凹槽，以便用户更直观地体验指纹识别功能。小米5s Plus则没有采用超声波指纹识别技术，后置指纹识别按键，前面设置了三颗触摸式按键。
卡槽方面，小米5S和5S都采用了双Nano SIM卡槽的设计，不支持Micro SD卡扩展。此外，两款手机均支持双卡双待全网通网络制式。
