小米MIX4依旧搭载了MIUI 12.5系统，虽然系统版本没有大的升级，但是在功能上却带来了较大的提升。小米MIX4配备了小米史上最强的防丢机制，可以让手机丢失后的损失降到最低，同时也大大的提升了丢失后找回手机的几率。

小米MIX4可以设置关机验证密码的功能，这样的话必须输入密码才能关机，即使丢失，捡到手机的人也无法立刻关闭手机。用户可以通过网络远程的清除手机内的重要数据，避免重要信息的丢失。

当小米MIX4丢失后，如果手机内的SIM卡被取出，将会激活手机内置的虚拟SIM卡，这样即使将SIM卡拔出，通过机身内的虚拟SIM卡依旧可以持续的定位手机。

同时，小米MIX4支持SIM卡与手机绑定，这样的话，丢失的SIM卡即使放入到另外一部手机中，也需要输入SIM卡PIN码才能正常使用，避免了手机丢失造成电话号码被盗用的情况出现。

小米MIX4的AI能力也得到了进一步的提升，手机支持系统级的翻译，可以在手机上快捷的启动翻译功能，支持AI字幕、屏幕翻译、拍照翻译以及同声传译的功能，让手机也可以实现翻译机的功能。

小米MIX4还加入了UWB一指连技术，可以通过手机扫描支持UWB一指连设备，手机可以直接进行连接。UWB技术具备高精度、高安全性以及抗干扰的优势。