Sistem kamera Xiaomi 15, yang dikembangkan bersama Leica, mencakup tiga lensa Summilux 50MP: sensor utama Light Fusion 900 (1/1.3″, f/1.62, OIS), sensor ultra-lebar 50MP (Samsung S5KJN1, f/2.2), dan lensa telefoto 50MP (Samsung S5KJN5, 1/2.75″, f/2.0, OIS) dengan fokus mengambang dan zoom optik 5x.
Di bagian depan, ponsel ini menawarkan kamera OmniVision OV32B40 32MP untuk swafoto, yang ditempatkan dalam desain lubang punch di tengah. Perangkat ini dilengkapi dengan AISP 2.0, yang mampu memproses hingga 4,3 miliar piksel per detik untuk berbagi foto dinamis di platform sosial populer.
Xiaomi 15 ditenagai oleh baterai berkapasitas 5.400mAh, yang mendukung pengisian daya cepat kabel 90W dan nirkabel 50W. Perangkat ini juga dilengkapi pengisian daya nirkabel magnetik 30W.
Perangkat ini dilengkapi dengan pengenalan sidik jari ultrasonik dari Goodix Technology untuk membuka kunci dengan cepat dan bebas silau, bahkan dengan tangan basah. Perangkat ini memiliki rangka aluminium unibody kelas penerbangan dengan desain melingkar empat lengkung, yang memastikan genggaman yang nyaman. Perangkat ini memiliki peringkat IP68 untuk ketahanan terhadap debu dan air, serta menawarkan fitur-fitur lama seperti NFC dan kendali jarak jauh inframerah.
Xiaomi 15 hadir dalam empat warna standar: Ungu Lilac, Hijau Rumput Muda, Hitam, dan Putih. Ponsel ini juga menawarkan Edisi Perak Cerah, yang mengingatkan pada desain Xiaomi Mi 6.