12S Ultra có ống kính góc siêu rộng và ống kính zoom xa tương tự Mi 11 Ultra. Trong khi đó, camera chính vượt trội khi sử dụng cảm biến Sony IMX989 kích thước một inch tốt nhất hiện nay, độ phân giải 50,3 megapixel, góc rộng 23 mm và kích thước điểm ảnh 3,2 micromet ở chế độ chụp 12,5 “chấm”. Đây cũng là model đầu tiên sử dụng cảm biến di động được đánh giá là tốt nhất của Sony trên thế giới.