小米14Ultra搭载骁龙8Gen3处理器，不仅强大的计算能力，还实现高效的能耗控制，让这款手机在处理各种复杂任务时都能游刃有余。无论是日常应用切换、大型游戏运行，还是多任务处理，小米14Ultra都能轻松应对，为用户提供流畅无比的使用体验。
小米14Ultra品质的散热系统，用了具有超强散热能力的双路环形冷泵，其通过将散热系统分成两个独立的分区，形成气液分离、单向循环的双环路，并利用强大的毛细力保证热源充分湿润，避免烧干，保证手机长期稳定的工作。
在游玩《?王者荣耀》游戏时，所有画质选项提高到最高，采用正常的5V5模式，包括对线和团战场景。在30分钟游玩中，平均帧率为120.20帧，整个游戏过程基本就是一条直线，正面最高温度为38.8℃，背面最高温度为37.2℃，整体温度表现非常不错。
在《原神》游戏的最高画质+60帧下，开启手机的性能模式，游玩30分钟（璃月港附近跑图为主，遇怪打怪），平均帧率60.09fps，在游玩15分钟时的璃月港跑图中，遇到了地图环境加载的情况，此时负载较大，出现了降帧情况，此时机身略有发热，核心调动明显更为积极，功耗为4.5W，?机身最高温度控制在了46.6℃。?
在游玩《?崩坏星穹铁道》游戏时，在高性能模式下，开启游戏中的非常高画质+60帧，游玩34分钟，平均帧率为57.9，平均功耗4745.4mW，机身正面最高温度为42.3℃，机身背面最高温度为41.1℃，整体温度表现比较良好。
小米14Ultra进行了一些主流高负载游戏的帧率和功耗测试。不出所料，小米14Ultra的游戏调度依旧主打的是“低功耗”。即便是在开启了高性能模式的前提下，它的游戏实测功耗还是比绝大多数的性能向旗舰低得多。但得益于第三代骁龙8本身的超高规格，它依然可以很容易就维持几乎所有这类游戏接近满帧的流畅度。
