小米 Watch S4 配備 1.43 吋 466 x 466 解像度 AMOLED 屏幕，支援 60Hz 更新率，運行 HyperOS 2 系統。跟上代小米 Watch S3 一樣，小米 Watch S4 加入了可更換錶圈及錶帶的設計，當更換錶圈時更會對應相應的錶面主題，適合不同場合使用。
小米 Watch S4 加入全新的演算法，令健康測量功能更準確，心率測量準確度，更達到 98%。小米 Watch S4 更加入一鍵健康分析功能，能於大約 60 秒，生成用家詳細的健康報告。
小米 Watch S4 使用時間長達 15 天，充電 5 分鐘就可以使用 2 天，支援 L1+L5 GNSS 雙頻 GPS 定位技術，方便戶外運動用家野外定位使用，更支援超過 150 種運動測量模式。
