在这个手机屏幕方面，小米MIX4采用的是6.67英寸的AMOLED屏幕，根据目前几个检测结果来看，屏幕均为钻石排列，实际测试手动可调最高亮度为471nit，自动模式亮度最高781nit，加上120Hz刷新率，480Hz触控采样率。

由于屏下摄像技术上的原因，MIX4没有用上2K级别的屏幕，分辨率为2400*1080。但这块屏幕的素质表现不错，AMOLED材质微曲面，支持P3色域。实测手动最高亮度可达471nit，自动最高亮度781nit，表现不错。

同时，小米方面提高了这款手机的像素密度，并且减少了CPU区域像素的面积，提高亮度，以此增加CUP区域屏幕的透光性。

另外，该屏幕还采用康宁大猩猩玻璃Victus，抗摔能力提高到2米，抗刮能力和以往机型相比也提升到了2倍。