Приставка Xiaomi Mi Box функционирует на операционной системе Android TV. Система выпущена компанией Google для телевизоров и ТВ-приставок. Устанавливается в телевизоры Xiaomi, Sony, Sharp, Philips, Arcelik, Vestel, Thomson, Hisense, TCL и другие.
Система Android TV прекрасно управляется пультом и имеет для этого адаптированный интерфейс. Присутствует поддержка глобального голосового поиска на русском языке. Например, если искать какой-либо фильм, то в результатах поиска можно посмотреть его описание, актёров и даже запустить его просмотр с помощью установленных приложений. Голосовой поиск активируется с помощью нажатия специальной клавиши активации микрофона на пульте.
Приставка поддерживает файловые системы FAT32, exFAT, NTFS на внешних USB-накопителя.
Настройки также представлены в виде плиток. Присутствует настройка Wi-Fi, времени, языка, местоположения и прочее. Все как в обыкновенном Android.
В приставке предустановлено два сервиса: Netflix и RedBull.