いずれも1.43インチのAMOLEDディスプレイ（解像度466×466ドット）を備えた、円形のスマートウォッチ。ウォーキングやトレイルランニング、サイクリング、水泳など117種類のワークアウトモードに対応し、睡眠モニタリング機能やストレス検出、血中酸素レベルの測定などが可能。5気圧防水もサポートする。

バッテリー容量は470mAhで、バッテリー駆動時間は通常使用モードで12日、バッテリー節約モードで最大24日。本体にはマイクとスピーカーを搭載し、ペアリングしたスマートフォンへの着信時に、ウォッチ上で応答して通話できる。またNFC機能も備え、キャッシュレス決済も行えるが、3月15日時点ではマスターカードのみに対応する（利用の可否は地域によって異なる。現時点では日本の国内銀行を経由しての使用は不可）。

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NFC決済機能に対応。リリース時点ではマスターカードの非接触決済が使えるというが、国内銀行を経由しての利用はできない

衛星測位システムはGPS、BeiDou、GLONASS、Galileo、QZSSに対応。2機種の機能はほぼ同じだが、上位機にあたるXiaomi Watch S1ではワイヤレス充電が可能なほか、音声アシスタントAlexaが利用できる。また、Xiaomi Watch S1のカラーはブラック、シルバーの2色のみ。ストラップ素材はフッ素ゴム/革となり、高級感を演出する。