小米5S是小米公司于2016年9月27日，在北京国家会议中心秋季新品发布会上发布的手机；起售价格1999元。

2016年9月27日，小米5S正式发布。

2016年9月29日，小米5S在京东商城、小米商城和小米之家首发。

2021年4月19日，小米5S停止提供维修服务。

小米5S采用高光拉丝或亚光磨砂的全金属机身工艺，配2.5D弧度玻璃，正面无“Mi”logo，有设计凹槽支持无孔式超声波指纹识别。小米5S共有四款颜色：深灰、金色、银色、玫瑰金。

小米5S高度：145.6毫米；宽度：70.3毫米；厚度：8.25毫米；重量：145克。

小米5S搭载骁龙821，14纳米精密工艺制造，引入“低功率岛”技术，更低功耗。Adreno 530图形处理器更灵敏的响应速度，相比小米5性能提升40%。Antutu性能测试15.8万分，GeekBench 4 CPU单线程、多线程分别得到了1759分、4185分，GPU计算7287分，PCMark跑分6182分。

小米5S基于高通在2015年推出的超声波指纹识别技术，结合小米的软件算法，实现手机“Home键”不开孔的情况下进行指纹识别。

小米5S搭载索尼IMX378背照式CMOS，1/2.3英寸超大感光元件，1200万有效像素，单个像素1.55微米，光圈F2.0，支持FDAF相位对焦。在日间环境下，IMX378对照片的进光量有一定的提升，色调上接近实拍场景。

小米5S采用16颗灯高演色技术，屏幕整体亮度提升30%，阳光下同样清晰。高达94％NTSC色域的饱和度，比一般手机的sRGB屏提升30%。小米5S的128GB版本拥有压感屏技术，按压屏幕可直接调起应用的快捷功能。

小米5S标配多功能NFC，支持读卡、写卡、卡模拟，以及P2P模式。

小米5S最大的缺憾就是抛弃了小米5上高颜值的玻璃和陶瓷机身设计，回归全金属，也不可避免地带来了三段式。