Диагональ дисплейного AMOLED-модуля Xiaomi Mi 11 – 6,81 дюймов, а разрешение достигает 3200x1440 пикселей. Сенсор прикрыт закаленным стеклом Corning Gorilla Glass Victus. Максимальный уровень яркости – 1500 nit, частота обновления экрана – 120 Гц с поддержкой адаптивной технологии, а показатель чувствительности составляет 480 Гц. Реалистичность и безупречное качество изображения обеспечивается охватом цветовой палитры DCI-P3 100%, 10-битной матрицей и поддержкой HDR10+. Установлен датчик освещения с охватом на 360°. Защита от вредного синего излучения подтверждается сертификатом SGS Eye Care Display Certification.
В Xiaomi Mi 11 установлен флагманский фотомодуль на 108 мегапикселей с оптической и электронной системой стабилизации изображения. Для создания панорамных изображений предназначена ультраширокоугольная матрица с углом обзора 123° и разрешением 13 мегапикселей. Фокусное расстояние 5-мегапиксельной телемакрокамеры равняется 3-10 см. Доступны ночной ультра-режим, «Магический зум», ночная/дневная таймлапс-съемка, множество фильтров и пр. Запись видео осуществляется в разрешении 8К при скорости 30 fps.