正如其名，SU7 Ultra 是小米打造的最强电动汽车。其长、宽、高分别为 5070x1970x1465 毫米，轴距达到了 3000 毫米。考虑到保时捷新款 Taycan 的长、宽、高分别为 4963x1966x1379 毫米，轴距为 2900 毫米，小米 SU7 Ultra 的尺寸要稍大一些。
车辆内部搭载了三个电动机。采用前轮轴一个、后轮轴两个的结构。前轮使用的是汇川联合动力（Inovance Automotive）的电动机，可输出 391 马力和 51.0 千克力・米的扭矩。
后轮则由小米自主研发的电动机提供动力。两个电动机的总输出功率为 1155 马力，最大扭矩达到 129.6 千克力・米。
总共使用三个电动机的 SU7 Ultra，总输出功率为 1548 马力，扭矩为 180.6 千克力・米。得益于此，它能在 1.98 秒内从静止加速到时速 100 公里，在 5.96 秒内加速到时速 200 公里。
以直线加速赛（Drag Race）的标准衡量，通过 400 米距离仅需 9.23 秒。作为参考，能输出 1500 马力的布加迪 Chiron 通过相同距离的成绩是 9.6 秒。小米 SU7 Ultra 的最高时速可达 350 公里。
由于此前的 SU7 出现过刹车问题，Ultra 版本在制动性能方面下了很大功夫。SU7 Ultra 搭载的碳纤维陶瓷刹车盘直径为 430 毫米，前轮配备 6 活塞、后轮配备 4 活塞的爱信（Akebono）刹车卡钳。
全新的高性能刹车系统即使在最高 1300 度的温度下也能保持接地性能，刹车盘的使用寿命超过 50 万公里。它还能在时速 180 公里的情况下连续制动 10 次直至完全停止。从时速 100 公里到完全停止的制动距离为 30.8 米。
电力由宁德时代（CATL）的第二代麒麟电池提供。该电池基于三元锂，电池容量为 93.7 千瓦时。为了匹配 1138 千瓦的三电机驱动输出，第二代麒麟电池的最大放电功率达到 1330 千瓦。峰值电压为 897 伏，最大输出密度达到 3075 瓦 / 千克。通过内部设计的改进，即使电池电量仅剩下 20%，也能输出 800 千瓦以上的放电功率。
它基于 800V 系统打造。支持最高 5.2C 的充电速度，只需 11 分钟就能将电量充至 80%。
车辆重量为 2360 千克。为了支撑这一重量，它搭载了双腔空气悬架，并与高性能可变阻尼系统相结合，使其能够保持强劲且稳定的姿态。
轮胎方面，前轮采用 265/35 ZR21 尺寸，后轮采用 305/30 ZR21 尺寸。基本配置是倍耐力的第五代 P ZERO 轮胎。也可以选择配备半热熔轮胎 P ZERO Trofeo RS 作为选装配置。
车辆还增加了各种空气动力学部件。前部下方的保险杠形状被设计成了机翼的形状，后部则增加了大型尾翼。扩散器可以根据行驶情况控制下压力。通过这些设计，它能够产生最大 285 千克的下压力。此外，还有一个特别之处是，车头部分的小米标志使用了 24K 纯金。
驾驶模式也多种多样。除了有限制输出的新手模式外，还准备了经济模式、湿滑路面模式、运动模式和用户自定义模式。甚至还有专为赛道驾驶设计的模式，包括为创造最佳圈速记录的预赛模式、为持续赛道驾驶设计的耐力模式，以及漂移模式。不过，如果驾驶员是首次使用赛道模式，则需要通过一个认证程序，以确认其是否具备实际操控这辆车的能力。
小米 SU7 Ultra 并非仅仅专注于性能。为了搭载未来技术，车辆还配备了各种传感器。包括 1 个激光雷达、11 个高清摄像头、3 个毫米波雷达和 12 个超声波传感器，分布在车辆的各个部位。为了处理海量信息，车辆使用了 2 个英伟达 Orin-X 芯片，总计算能力达到 508TOPS。得益于此，不仅在高速公路上，在城市中心区域也能实现自动驾驶，还能实现车辆自动驶入停车场停车，然后再回到驾驶员身边的一键代客泊车等功能。
小米方面强调，由于它能在不到 2 秒的时间内加速到时速 100 公里，所以在安全方面也格外用心。车辆配备了踏板误操作系统，一旦检测到碰撞风险或不正常的加速踏板操作，车辆将自动停止行驶。在低速行驶环境中检测到事故风险时，它还能进行碰撞规避。
