Новые смарт-часы Xiaomi отличаются небольшой толщиной и надёжностью конструкции. Толщина корпуса составляет 9,9 мм, а вес - 36 граммов. Цифровая головка и кнопка на правой боковой стороне аккуратно интегрированы в металлический корпус. Сам корпус имеет водонепроницаемость до 5 ATM, что позволяет использовать часы даже во время плавания.
Xiaomi Watch S5 41 мм оснащены круглым AMOLED-дисплеем диаметром 1,32 дюйма. Разрешение картинки 466 × 466 пикселя (352 ppi). Максимальная яркость экрана достигает 3000 нит, однако она активируется только во время тренировок на улице для экономии энергии, в обычном режиме яркость ограничена 1500 нит.
Корпус устройства выполнен из нержавеющей стали, имеет толщину 9,9 мм, без ремешка весит 36 граммов. Заявлена защита от воды 5 ATM, что позволяет новинке не бояться дождя и душа.
Наручные часы Xiaomi Watch S5 оснащены широким спектром датчиков для мониторинга здоровья, включая акселерометр, гироскоп, электронный компас, барометр, датчик освещенности, оптический датчик сердечного ритма и датчик температуры. Часы способны отслеживать более 150 видов спорта и анализировать сон. Среди прочих функций - встроенный GNSS-модуль для записи маршрутов и чип NFC для бесконтактных платежей.

Ёмкость встроенного аккумулятора составляет 590 мАч. По заявлению производителя, время автономной работы составляет до 14 дней.
Часы работают на операционной системе HyperOS 4 и совместимы как со смартфонами на Android, так и с Apple iPhone. Обновлённая система получила изменённый визуальный стиль, переработанный Центр управления и всплывающие уведомления. Новый умный помощник Minus One Screen собирает расписание, погоду, статус тренировок и сводку о здоровье для быстрого просмотра перед выходом из дома.

Для большей персонализации предусмотрены четыре анимированных циферблата с питомцами: они реагируют на касания, прогресс активности, время и погоду. При достижении целей активности открываются дополнительные позы.
Расширены возможности женского здоровья благодаря партнерству с Clue. Владельцы Xiaomi Watch S5 41mm могут активировать трехмесячную пробную версию Clue Plus через приложение Xiaomi Fitness: расширенная аналитика цикла, прогнозы и анализ закономерностей, а также более 200 параметров отслеживания. Часы используют данные трёх датчиков для прогнозирования менструального цикла и напоминаний о предполагаемых датах менструации и овуляции после пяти дней непрерывного ношения при наличии достоверных данных о сне.

Соединение с внешними устройствами происходит по Bluetooth 5.4, а выход в сеть – по Wi‑Fi 2,4 ГГц. Технические характеристики включают 4 ГБ встроенной памяти. Из прочих фишек: поддержка звонков и диктовки сообщений, возможность добавить скидочные карты и билеты на транспорт.
В продаже в России Xiaomi Watch S5 41 мм доступны три цветовых варианта: чёрный и голубой с ремешками из фторкаучука по цене 19 990 рублей, а также в версии из белой керамики с ремешком из натуральной кожи за 24 990 рублей.