小米9采用6.39英寸水滴全面屏，2340*1080分辨率三星AMOLED，拥有103.8% NTSC超广色域，亮度高达600nit，60000:1超高对比度，表面采用康宁第六代大猩猩玻璃覆盖。屏幕内置多项实用小功能，让小米9无论在白天还是黑夜显示都非常清晰。
90.7%超高屏占比 3.6mm超窄"下巴"
图为小米9手机主板：左上角红色方框为光线感应器
小米9在屏幕模组背面的封装层，也就是光线感应器正上方的位置开了个小洞，这样光线感应器就能接收到透过OLED屏幕传导过来的环境光，进而感知到外部环境光线的变化。
它所采用的这颗屏下光线感应器整合了一颗RGB光线传感器，不仅拥有高灵敏度的特性，提升了低环境亮度下的测光精度，而且它还可以探测出不同的光源，将屏幕发出的光过滤修成，让光线感应器更加精确得感知环境光线强度。同时其每秒5000次的高精度检测也远高于业界平均水平。
而在"下巴"方面，此次小米9在同样天线性能下，天线净空区减少了1.5mm，并且采用最新的屏幕和结构设计，下巴缩小了1.67mm。最终小米9的底边框高度仅3.6mm，相比上代小米8缩短了40%。得益于这些技术的加持，小米9屏占比高达90.7%。
阳光屏2.0，强光下屏幕内容清晰可见
之前使用小米手机的用户一定遇到过从一个正常光照的环境快速切换到光线直射的环境，亮度的徒然上升会激活屏幕的高亮模式来增加用户的可读性。此前这个过程可以明显感受到屏幕亮度的变化，而小米9的屏幕在强光下可以平滑过渡至高亮模式，较普通模式亮度提升了39%，亮度增强的过程更加平滑柔顺。
