TV Box оснащен 6-нм четырехъядерным процессором ARM (до 2,5 ГГц) и графическим процессором ARM G310 V2. Xiaomi утверждает, что это обеспечивает на 25% лучшую производительность процессора и на 130% лучшую производительность графического процессора по сравнению с предыдущим поколением. Приставка оснащена 2 ГБ оперативной памяти и 32 ГБ встроенной флеш-памяти.

В оснащение входят Wi-Fi 6 и Bluetooth 5.2, HDMI 2.1, USB 2.0 и вход питания. Пульт Bluetooth с голосовым управлением поддерживает ввод с помощью Google Assistant.

Приставка позволяет транслировать медиаконтент через Google Cast. TV Box S (3-го поколения) имеет размеры 97 x 97 x 17 мм, весит 91,2 г и поставляется с пультом дистанционного управления, кабелем HDMI, адаптером питания.