小米10S在外观设计上做出了一些改变，不过大体上依旧延续了此前小米10的整体风格，采用了一块6.67英寸的双曲面打孔屏，视觉上四面黑边缩窄的曲面设计让手机有了更精致的感觉。虽然是曲面设计，不过小米10的屏幕曲率比瀑布屏要小不少，这样的设计不易造成误触，而且不会出现大曲率屏幕产生的绿光问题。

小米10S沿用了小米10上广受好评的6.67英寸高色准屏幕。这块屏幕的分辨率为2340×1080，支持90Hz屏幕刷新率和180Hz触控采样率，峰值亮度可达1200nit。

经过近几年行业对全面屏的一轮探索，打孔屏成为了目前最佳的前置摄像头解决方案，趋于成熟的设计也让小米10S的孔径保持在了一个比较小的尺寸，在屏幕左上角的位置也让游戏过程中挖孔对于视觉体验的影响降到了最低。挖孔中配置了一枚2000万像素的摄像头，成像素质算不上好，属于目前主流水平。

为了做好屏幕的亮度表现，小米10S在机身上加入了前后环境光传感器，大大提升了手机对环境光线变化的感知和反馈能力。在使用过程中，无论是手动还是系统自动调节亮度，小米10S都能给人自然顺滑的亮度变化表现。