Корпус устройства выполнен из нержавеющей стали, часы получили круглый 1,43-дюймовый экран AMOLED, который покрыт сапфировым стеклом с твёрдостью 9 по шкале Мооса. Xiaomi Watch S1 поддерживают 117 спортивных режимов и позволяют совершать звонки по Bluetooth при наличии смартфона рядом. Есть встроенный датчик частоты сердечного ритма, функция определения уровня кислорода в крови, контроль качества сна. Устройство защищено от попадания влаги (5 АТМ). Есть NFC и GPS-модуль.