Xiaomi 16 ditenagai oleh chipset Qualcomm Snapdragon 8 Elite 2, yang menawarkan peningkatan yang signifikan dalam hal kinerja dan efisiensi energi dibandingkan dengan pendahulunya.
Dilengkapi dengan GPU Adreno 790 dan RAM hingga 16GB, perangkat ini mampu menangani multitasking, game, dan aplikasi berat dengan lancar.