具体来看，小米 13 Ultra 搭载了骁龙 8 Gen 2 移动平台，辅以 LPDDR5X 内存、UFS 4.0 闪存，性能表现强悍;首发搭载 6.73 英寸华星光电 C7 3200×1440 OLED 双曲屏，支持 120Hz 刷新率(LTPO)、1300nit 亮度、2600nit HDR 峰值亮度，支持低亮度 1920Hz PWM 调光、高亮度 DC 调光;配备环形冷泵散热技术，散热效能显著提升。
影像方面，新机后置采用四摄模组设计，分别为 50MP 后置主摄(索尼 IMX989，OIS，f / 1.9-f / 4.0 光圈两挡可变)、50MP 超广角(索尼 IMX858，f / 1.8)、50MP 人像长焦(索尼 IMX858，OIS，f / 1.8，3.2X)以及 50MP 潜望长焦(索尼 IMX858，OIS，f / 3.0，5X)。第二代徕卡色彩科学的加持下，新增街拍模式、徕卡自定义画质。此外，这款手机的相机模组还可通过转接环可转接 67mm 滤镜。
其他方面，该机厚 9.06mm、重 227g，提供橄榄绿、黑色、白色 3 款配色，采用第二代纳米科技皮、Unibody 金属框架机身，配备瑞声科技 1010 X 轴线性马达、对称式立体声扬声器，升级 USB 3.2 Gen 1 接口(最高 5Gbps)，支持 IP68 防尘防水，无线摄影手柄配件(提供两段式快门、变焦拨杆)，内置 5000mAh 电池，支持 90W 有线秒充(34 分钟充电 100%)、50W Pro 无线秒充(49 分钟充电 100%)、10W 无线反充，配备澎湃 P2 智能快充芯片 + 澎湃 G1 电池管理芯片，还拥有应急续航模式。
