小米12S Pro綜合體驗更好，相比小米12 Pro在性能、溫控、影像等方面均有提升。具體差異如下：
1. 性能提升顯著小米12S Pro搭載驍龍8+處理器，制程工藝由三星4nm升級為臺積電4nm，安兔兔跑分達109.6萬分，較驍龍8的小米12 Pro提升8.1萬分。CPU單核得分1320分，提升3.4%，功耗降低15%，能效比提升21.7%；多核得分4133分，與天璣9000持平，功耗降低19%，能效比提升37.9%。GPU得分10819分，提升4.3%，峰值性能更強，但穩定性略弱于天璣9000。整體性能優化使日常使用和游戲場景更流暢。
2. 溫控表現更優游戲測試中，小米12S Pro《王者榮耀》半小時平均幀率119幀以上，溫度41.7℃；《原神》半小時平均幀率58.4幀，溫度43.8℃；《光明山脈》半小時平均幀率53.7幀，溫度45.1℃。日常使用溫度控制在40℃以內，較小米12 Pro的溫控表現更佳，長時間使用不易因過熱導致降頻或卡頓。
3. 影像系統升級小米12S Pro引入徠卡影像系統，提供徠卡生動、徠卡經典兩種模式。經典模式畫面立體感強，色彩濃郁、對比度高，白平衡更精準，夜景燈光壓制自然，成片風格真實。新增快門聲和專屬相框，提升拍攝儀式感。主攝為5000萬像素IMX766傳感器（1/1.28英寸），支持OIS防抖；超廣角和人像鏡頭均為5000萬像素JN1傳感器（1/2.76英寸），支持2倍光變，整體成像效果優于小米12 Pro。
4. 屏幕與充電差異較小屏幕方面，小米12S Pro采用6.73英寸E5材質曲面屏，支持120Hz自適應刷新率、2K分辨率（3200*1440）、1500nit峰值亮度，覆蓋康寧大猩猩玻璃和杜比視界；小米12 Pro為6.78英寸E5曲面屏，參數接近（2K屏顯、526ppi、120Hz刷新率、1500nit亮度），差異可忽略。充電方面，兩者均支持120W有線快充（小米12S Pro為澎湃P1芯片優化）、50W無線快充及反向充電，實際充電速度接近。