小米9顶部两个开孔分别为降噪麦克风以及红外线发射口，降噪麦克风可以一定程度降低通话过程的现场噪音，而红外线发射口可配合诸如遥控器等APP实现家电遥控。机身正面顶部开孔则为前置摄像头。

小米9采用前后双玻璃设计，主打全曲面机身，正面采用6.39英寸水滴屏设计，配备了第五代屏幕指纹识别技术，其通过低蓝光护眼认证，下巴仅3.6mm宽。中框提供了AI按键和红外遥控。玻璃后盖实现了多种渐变色设计，三种颜色起名为全息幻彩紫、全息幻彩蓝、深空灰。