小米4很明显的一个转变就是不再谈硬件如何发烧，反而用大篇幅强调了工艺设计及用量上的考究，虽然金属材质仅存在于中框上让大多数人比较失望，但小米4是目前最好的小米手机这一观点，不可否认。
在外观的设计及工艺上，小米4的后盖表面看虽然不能拆卸，但实际上是可拆的，后盖四周采用卡扣固定，这也为其之后推出一系列其它材质的后盖打下基础，如果像竹质、大理石材料的后盖今后可以单独购买，对用户来说是利好消息。
后盖打开后可见电池部分，电池部分有排线连接，不可更换。主板的盖板用多颗螺丝固定，整体的结构比较简单。
盖板拆除时连通闪光灯单元一起拆除，其中闪光灯单元是固定在盖板上的，这与目前大多数机型的闪光灯集成在主板上的设计并不相同。
闪光灯单元固定在盖板上，有三颗扁螺丝。
盖板上主要集成了单个扬声器单元和与主板连接的天线信号溢出线路。
左：索尼800万像素前置镜头 右：索尼IMX214堆栈式镜头，两者均有着F1.8的超大光圈，是目前智能手机光圈最大的一款镜头模组。
小米4内部结构没有变化，依旧是主板、电池和尾插小板部分，这也是目前大多数厂商采用的最主流布局结构。
此次小米4的主板屏蔽罩上并没有散热贴纸，贴纸只存在于后盖上，主体部分覆盖住了电池。另外主板正反面的屏蔽罩均焊死，不能正常拆卸。
翘起主板上的排线，接下来可以拆卸下主板和电池两大部分。需要注意的是需先将SIM卡槽拔出，另外主板上并没有螺丝固定，找到几个卡扣翘起便可。
盖板顶端的两个天线信号溢出触点，与金属框架上的注塑部分连接，使得整体信号的强度有所保证。
音量和电源按键采用软性电路板粘合在卡条上，并且固定在金属中框上，不易脱落。
Atmel MXT641屏幕触控管理芯片，有了该芯片手机便能实现湿手、戴手套操作屏幕，Atmel是目前被使用最广泛的屏幕触控芯片品牌之一。
小米4的电池用双面胶固定在中框上，很牢靠。电池本身采用的是索尼电芯，容量标注范围是3000mAh-3080mAh，由飞毛腿代工生产。
主板正面，可见露出一半的东芝16GB eMMC存储芯片。
主板背面，可见三星3GB RAM，该芯片和高通MSM8X74AC处理器封装在一起。
MicroSIM卡槽。
东芝16GB eMMC存储芯片，支持eMMC 5.0标准。
三星3GB RAM芯片+高通MSM8X74AC封装芯片，其中三星3GB RAM为LPDDR3 933MHz。
软性印刷线路板背面用双面胶固定在中框上，最长的排线与主板部分相连。
5-pin的MicroUSB接口，上半部为振动单元。
射频连接线，连接着上下两块电路板上的射频端口。
底部软性印刷线路板上集成了震动单元、天线、MicroUSB接口、主麦克风、触控按键和背光灯。
光线、距离感应器。
通过拆解可以发现，小米4的做工在目前这些厂商中还是属于一个比较主流的水平，和之前的几代机型来比，内部的结构依旧比较常规，好像并没有特别让人眼前一亮地方，主板上依然存在着比较多的空隙，并且闪光灯的设计也比较奇葩，头一次见。如果说有进步的地方，那么此次金属中框的加入确实是一点，在成本上有所增加，并且工艺难度也随之提升，很久以前很多机型就已经用上了这样的中框，所以我们所说的进步也不过仅仅是相对小米之前的产品而得出的结论。