外观上，红米S2采用了类似小米6X的“杨柳腰”设计，贴合掌心。搭载了5.99英寸1440×720分辨率的全面屏，取消了正面指纹解锁，背部为竖排双摄以及后置指纹识别，底部采用了符合几何美学的完全对称式设计，有玫瑰金、香槟金、铂银灰三种配色可供选择。

配置方面，红米S2搭载高通骁龙625处理器，有3GB+32GB/4GB+64GB两种版本可选。2+1卡槽设计，最高可扩展至256GB。支持人脸解锁和小爱同学。

拍照方面，红米S2手机配备了前置1600万像素摄像头和柔光灯，在和小米6X同款的2μm超大像素加持下，白天逆光环境下自拍更清晰。后置1200万像素+500万像素双摄，暗光下细节更多，画面还原更真实。此外，还针对爱自拍的女生特别推出了AI人像模式和AI护妆美颜功能。