K40搭載MIUI系統。
MIUI是基於Android系統為中國用戶深度定制的。如MIUI撥號和短信、MIUI安全中心、小米消息推送服務、應用雙接入和系統雙接入、MIUI天氣、小米雲服務、flare、攔截網等等。
並且MIUI開發團隊會在小米社區直接與用戶溝通，接收用戶反饋並不斷完善系統，讓用戶參與到系統開發中來。
MIUI桌面取消了安卓的抽屜設計，采用了應用圖標平鋪在桌面的設計。手指在桌面上壹捏，進入桌面編輯模式，可以快速整理桌面應用圖標，排列小工具，批量刪除應用。
在最新版本中，應用程序抽屜已經回歸，它可以與應用程序圖標平鋪在桌面上的原始設計(經典模式)進行切換。
MIUI phone擁有T9快速聯系人搜索、騷擾電話攔截與標註、全面召回、小米手機加油包等人性化功能。
MIUI短信可以聚合驗證碼消息並以卡片形式展示，還具有復制驗證碼、定時消息、商家消息壹鍵自動匹配頭像等人性化功能。
MIUI的通知欄有過濾功能，重要的信息單獨顯示，不太重要的通知信息折疊顯示。消息是否重要取決於用戶通常打開應用程序通知的頻率。
同時在通知欄可以開啟和關閉壹些設置，比如開啟或關閉WiFi、手電筒等。