小米13Pro搭载骁龙8Gen2移动平台+满血版LPDDR5X+UFS4.0，骁龙8Gen2移动平台增加了Cortex-A715超性能核心，基于台积电4纳米工艺制程，在性能提升的同时降低功耗。该机不仅采用超薄3400mm²VC液冷散热系统，还搭载了智能温控系统，能够有效降低核心温度，使得骁龙8Gen2移动平台的性能得以充分释放。
小米13Pro配备了动态性能调度2.0，支持智能判断软件或游戏的运行状态，从而合理调度性能，做到既不影响使用体验，又有效控制功耗，减少发热，使得玩游戏时帧率更加稳定，日常使用APP时也不增功耗，兼顾了性能释放、发热控制。
在玩《QQ飞车》游戏时，将画质亮度调整到超高、分辨率调整到超清、局内帧率调整到极高、局外帧率调整到极高、特效等级调整到高，并打开光晕特效，游玩30分钟，平均帧率达到了121.1帧。在玩《和平精英》游戏时，在流畅画质下，开启90帧模式，游玩一局，平均帧率为89.9FPS，帧率曲线显示近似直线。
在玩《原神》游戏时，开启性能模式以及720p画质后，游玩30分钟，全程保持在60帧运行，除了开启菜单或者切换场景时必须进行的停顿，在其他时间里都保持了高帧率表现。并可以让原神以1920×864的高清画面进行游戏，机身温度维持在36.5℃。
在《原神》等游戏场景中，小米13Pro通过VRR可变刷新率，可以根据GPU输出节奏动态调整，使得屏幕虽然工作在60Hz下，却能获得等同于120Hz的显示延迟。在第二代骁龙8移动平台加持下，小米13Pro无论是系统流畅度，还是游戏画面表现都实现了全新的高度。
小米13Pro采用6.73英寸双曲面屏，基于E6发光材质，局部峰值亮度达到了1900nit，支持2K分辨率和120赫兹VRR动态刷新率，支持显示10.7亿种色彩，还支持屏幕色彩管理功能，用户可以在屏幕显示色彩风格中选择喜欢的显示模式。
小米13Pro前置3200万像素摄像头，后置5000万像素徕卡专业光学主摄+5000万像素徕卡超广角+5000万像素徕卡长焦三摄，内置4820mAh电池，支持120W有线秒充、50W无线秒充以及10W无线反充，还支持了IP68级防尘防水。
