Samsung Galaxy S5 mini được trang bị màn hình Super AMOLED cỡ 4,5-inch với độ phân giải 720p. Máy có kích cỡ 131,1 x 64,8 x 9,1mm và nặng 120g. Như vậy Galaxy S5 mini có kích cỡ to hơn, dày hơn và nặng hơn Galaxy S4 mini trước đây (phiên bản này có kích cỡ 124,6 x 61,3 x 8,9 mm và nặng 107g). Tuy nhiên, mật độ điểm ảnh của màn hình được gia tăng từ 256ppi (S4 mini) lên 326ppi (S5 mini).
Máy đạt chứng chỉ IP67 hoàn toàn chống bụi bẩn và có thể ngâm dưới mực nước sâu 1m trong nửa tiếng vẫn hoạt động tốt. Điều thú vị là smartphone này không có nắp che cổng microUSB 2.0 ở dưới đáy của máy. Tuy không có nắp che nhưng chúng được bao phủ bởi một lớp đặc biệt có khả năng chống thấm nước nên cho dù rơi xuống nước cũng không ảnh hưởng đến bộ máy bên trong.
Mặt sau của S5 mini cũng được thiết kế dạng da chấm bi và các tính năng theo dõi nhịp tim, và nút Home ở mặt trước tích hợp đầu đọc dấu vân tay. Tuy nhiên, bộ xử lý của S5 mini đã được hạ cấp nhiều so với siêu phẩm S5. Máy chỉ trang bị 4 lõi xử lý Cortex-A7 tốc độ 1,4GHz, RAM 1,5GB, bộ nhớ trong 16GB và hỗ trợ khe cắm thẻ nhớ microSD.
Khi phát hành, Galaxy S5 mini sẽ hoạt động trên hệ điều hành Android 4.4 KitKat và đi kèm với các tính năng hữu ích như S Health, Private mode, Kids mode và Ultra Power Saving mode. Máy có dung lượng pin 2.100mAh, hỗ trợ kết nối LTE tốc độ 150Mb/giây và tích hợp sẵn bộ phát hồng ngoại ở trên đỉnh. Mặt sau của Galaxy S5 mini tích hợp camera 8MP và có khả năng quay video độ phân giải 1080p với tốc độ 30 khung hình/giây. Camera của máy cũng đi kèm với các chế độ Shot & more and Virtual Tour và trình biên tập âm thanh S Studio tương tự như của siêu phẩm Galaxy S5. Samsung Galaxy S5 mini bắt đầu phát hành ra thị trường Nga trong đầu tháng này với 4 màu đen, trắng, xanh và vàng đồng. Hiện công ty chưa tiết lộ giá của sản phẩm này nhưng cũng sẽ có phiên bản 2 SIM.