采用基于Android 8.0开发的MIUI 9（并将支持基于Android 10开发的MIUI 12）。在中国大陆，小米MIX 2S搭载智能语音助理小爱同学，目前该语音助手只搭载于国内版（China）的MIUI系统中，国际版（Global）系统搭载Google开发的Google助理。