小米4在发布的机型中并没有全网通版本。小米4下有众多版本，小米M4移动4G版，小米M4电信4G版，小米M4联通4G版等。

2014年7月22日14时，小米科技在北京国家会议中心召开了新品发布会，发布了小米4。在硬件配置上，小米4采用了5英寸1920x1080像素分辨率的JDI OGS全贴合夏普屏幕，配备1300万像素主摄像头和800万像素前置摄像头，并且拥有3080mAh的锂离子电池的智能手机。小米手机4，2014年7月29日首发联通3G版，8月推出电信3G版上市，9月9日4G移动版上市。

小米4整体给人的感觉仍是“没有设计就是最好的设计”，正面变化并不大，边框倒是窄了不少，屛占比应该有所增大，看上去比小米 3 要紧凑一些。但是小米自己的宣传的重点则是不锈钢的金属边框，花了大量篇幅描述其背后的工艺，宣称经过磨砂处理的金属有着“婴儿皮肤般的触感”。小米手机4相较于前代小米手机来说，工艺方面有了较大的进步。边框采用材质奥氏体304不锈钢，由富士康和赫比代工。