Lagani i vitki dizajn promjera 46 mm osmišljen je za udobno nošenje i premium izgled. Kućište od nehrđajućeg čelika 316L otporno je na koroziju, a sat teži približno 46 g. Zaslon s ultratankim rubom ostaje odlično čitljiv i na suncu, a funkcija zaštite od dodira pri mokrom pomaže smanjiti neželjene dodire pri kontaktu s vodom.
Za sport i kretanje na otvorenom, Xiaomi Watch S5 opremljen je dvofrekventnim GNSS čipom s podrškom za više satelitskih sustava te načinima rada za trčanje, biciklizam i skijanje. Poboljšani biciklistički način omogućuje sinkronizaciju podataka u stvarnom vremenu s telefonom i podržava povezivanje vanjskih uređaja (npr. Bluetooth wattmetar). Za sigurnost je dostupna detekcija pada pri skijanju s mogućnošću automatskog kontaktiranja hitnog kontakta.
Zdravstvene funkcije osigurava kombinacija senzora s 4 LED i 4 fotodiode te algoritma za preciznije mjerenje. Sat podržava cjelodnevno praćenje SpO2, stresa, napredno praćenje sna i brzi pregled putem aplikacije Checkup. Tu su i NFC plaćanja (Mastercard i Visa), brzi prijenos putem Wi‑Fi, upravljanje odabranim funkcijama telefona i Xiaomi uređaja putem Xiaomi Smart Hub.
