除了3999元起的小米10，雷军还给有着更极致追求的米粉奉上了小米10 Pro，在屏幕、拍照、视频、音质、充电等方面更为强悍，都达到了超一流水准，为此投入了10亿元的专项投资，而小米去年全年的研发总投入为70亿元。 小米10 Pro 6.67英寸AMOLED曲面屏是专业的原色屏，为设计师和摄影师定制，出厂之前逐片调校，确保每一片都达到专业水平。 到底多专业呢？小米10 Pro屏幕的色彩准确度JNCD小于0.55，而苹果iPhone 11 Pro Max也只做到0.8，同时△E＝1.1，这个数字小于2就是专业显示器的水准，iPhone 11 Pro Max也不过2.14。 同时，这块屏幕支持90Hz刷新率、180Hz采样率、1200nits峰值亮度、5000000:1超高对比度、4096级亮度调节、全程DC调光、德国莱茵TUV低蓝光认证，搭配双光线传感器。 雷军表示，为了做好屏幕，从小米9 Pro开始，小米已经改造了18条生产线，装备了72台色彩分析仪、2台分光辐射亮度计等设备。 特别值得一提的是，小米10 Pro的屏幕有两种，一是从三星巨资定制的，二是为了推动核心器件国产化，从华星光电巨资定制的，都调校到了同样的专业水准。
小米10 Pro也是后置四摄，但是相比小米10全面增强，其中主摄仍然是1.08亿像素1/1.33英寸定制大底镜头，四合一1.6微米大像素，OIS光学防抖，搭配8P镜头，可拍摄8K视频。 其他三颗都变了：1200万像素人像镜头(2x光学变焦/1.4微米大像素/2PD双核对焦/F2.0光圈/6P镜头)、超长焦镜头(10x混合光学变焦/50x数码变焦/F2.0光圈/1.0微米像素/OIS光学防抖/5P镜头)、2000万像素超广角镜头(117度广角/F2.2光圈/6P镜头)。 此外，小米10 Pro还有Flicker频闪检测器(LED灯光下拍照时防止频闪)、激光对焦、峰值对焦、平滑变焦、导演模式等特性。
小米10 Pro甚至耗时168天，攻克343项技术难题，成功突破了大气层。 2019年11月3日，通过长征四号乙火箭发射的天仪研究院TY-15卫星，小米10 Pro进入太空，拍了一组回望地球的照片，并做成了壁纸，关注“小米手机”公众号回复“1亿壁纸”即可下载。
DxOMark榜单上，小米10 Pro取得了总分124、拍照分134、视频分104的优异成绩，三项全都是第一，另外纹理(85)、变焦(110)、广角(42)等子项同样是第一。
音质方面，小米10 Pro配备对称式立体声、双1216线性扬声器，等效于1.2cc，支持15级新细腻调音、智能场景识别。 DxOMark音频排行榜上，小米10 Pro也轻松拿到第一，总分为76，其中播放77、录音71。
小米10 Pro配备4500mAh电池，支持50W有线快充，30分钟可充入84％，45分钟充入100％，50分钟完全充满，而且可以在-10℃低温下正常充电，同时也有20W无线快充、10W无线反向充电。
附赠充电器功率为65W，还可以用来为笔记本等设备充电，而且体积小巧，单独售卖原价129元，现已将至99元。
小米10 Pro 8GB+256GB 4999元、12GB+256GB 5499元、12GB+512GB 5999元，全系标配LPDDR5、UFS 3.0，是小米第一款真正冲击高端的旗舰机皇！
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