小米 15 系列手机于 2024 年 10 月 31 日开售，搭载高通骁龙 8 至尊版旗舰处理器，12GB+512GB 版官方定价 4499 元。
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小米 15 手机可选丁香紫、浅草绿、黑、白四款常规配色。
该机搭载 6.36 英寸屏幕，整机宽度 71.2mm、重量 191g；采用一体航空铝边框，一体化 3D 冷雕火山口，四曲包裹式中框，支持 IP68 防尘防水。
小米 15 搭载超声波指纹识别，配备一块 6.36 英寸 2670×1200 OLED 直屏，手动最高亮度 800nit、全局激发亮度 1000nit、局部峰值亮度 3200nit（25% 窗口，无内容格式限制），支持 1~120Hz LTPO，支持全亮度类 DC 调光。
性能方面，小米 15 手机配备了高通骁龙 8 至尊版旗舰处理器，小米 HyperCore 加持，内置自研微架构调度器，号称“应用启动响应时间下降 45.7%”。
小米 15 搭载新一代翼型环冷散热系统；电池容量提升到 5400mAh，比上一代提高了 790mAh，支持 90W 有线快充 + 50W 无线快充，配备澎湃 P3 快充芯片 + 澎湃 G1 电池管理芯片。
小米 15 还首次配备了磁吸无线充，需要搭配磁吸配件使用。
影像方面，小米 15 搭载与徕卡合作的新一代光学镜头：
前置 32MP（豪威 OV32B40）居中挖孔镜头
后置 50MP 主摄（光影猎人 900，1/1.3"，f/1.62，OIS）
后置 50MP 超广角（三星 S5KJN1，f/2.2）
后置 50MP 长焦（三星 S5KJN5，1/2.75"，f/2.0，OIS，支持浮动对焦）
支持 Xiaomi AISP 2.0（AI 大模型计算摄影平台 2.0）
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