小米15T Pro 是小米15系列中唯一搭載聯發科天璣9400+ 旗艦平台的機型。這款天璣9400+ 採用第二代全大核架構，其 8核CPU由 1個主頻 3.73GHz 的 Arm Cortex-X925超大核、3個 Cortex-X4 超大核，以及4個 Cortex-A720 大核組成。這款處理器內置了聯發科第八代 AI 處理器 NPU 890，在業內首次支持增強型推理解碼技術（SpD+），借助該技術，智能體 AI 任務的推理速度可實現 20% 的提升。
從 Geekbench 6.4.0 for Android 的跑分數據來看，小米15T Pro（型號 2506BPN68G）的單核得分1057，多核得分4009，其系統信息顯示搭載 Android 15 操作系統，主板型號為 rubens，CPU 為 ARM v8 架構，採用1個處理器8核設計，包含4個 2.00GHz 核心和4個 2.85GHz 核心，內存為 11.25GB。
除此之外，還有消息透露，小米15T Pro 的電池容量為 5500mAh，支援 90W 有線快速充電，12GB RAM＋256GB、512GB 和 1TB 三種選擇，後置相機則由 5000萬像素主鏡、1300萬像素超廣角鏡頭以及 5000萬像素長焦鏡頭組成。
