性能较上一代有了很大提升。
小米手环4采用了AMOLED彩色屏，相对于以前黑白的单专调颜色，小米手环属4在显示方面炫丽了不少且支持自定义手环的显示界面。由于小米手环3的弧度和厚度，在阳光比较明亮的地方就比较容易反光，看不清屏幕的内容，所以小米手环4改掉了小米手环3代的3D玻璃而选择了显示效果更好的2.5D玻璃。
另外小米手环4相较于上一代分辨率提升了2倍，显示字数也从24个字提升到了45个字，且支持滑动触摸操作，在使用便捷性上小米手环4有了很大的提升。
而到了硬件层面，小米手环4搭载了新一代的处理器，性能更强，功耗更低，原来的3轴加速度传感器也升级为了6轴加速度传感器对运动检测会更加敏感。在提升运动功能之余，小米手环4还升级了心率检测传感器，使用上了自研的PPG心率传感器。
由于检测心率的原理是采用光电传感器所以在测量皮肤较黑的用户的时候会更耗电，但小米手环4由于针对性的优化所以即使是在测量皮肤比较黑的用户的时候，小米手环4依旧有不错的表现。