该手机搭载了5英寸1280x720像素的屏幕，后置1300万像素相机和前置500万像素相机。处理器方面采用了高通骁龙435八核处理器，RAM容量有3GB、4GB两种可选，ROM容量则有16GB、32GB和64GB三种可选。此外，红米4X还配备了4100mAh不可拆卸式电池，支持后置指纹识别功能。
在外观设计上，红米4X采用了5英寸2.5D玻璃屏幕，3.85毫米窄边框，机身背部为三段式金属设计，并搭配了高光亮边和阳极氧化工艺。机身尺寸为高度139.24毫米，宽度69.96毫米，厚度8.65毫米，重量150克。
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