Cụm camera có kích thước lớn, được bố trí đơn giản. Máy chỉ có 3 camera sau thay vì 4 như trên Galaxy Note10+, trong đó, camera chính 108 megapixel, camera tiềm vọng 12 megapixel hỗ trợ zoom quang 5x và zoom số tối đa 50x, cuối cùng là camera góc siêu rộng 12 megapixel. Samsung tích hợp cảm biến lấy nét laser cho Note20 Ultra nên khả năng lấy nét nhanh, gần như không có độ trễ, rất tiện khi quay phim. Camera selfie vẫn giữ nguyên độ phân giải 10 megapixel.
Ngoài các tính năng chụp ảnh quen thuộc, Note20 Ultra tập trung vào quay video 8K với khả năng quay ở khung hình 21:9, tốc độ 120 khung hình/giây. Trên Note20 Ultra, người dùng có thể tuỳ chọn micro thu âm hoặc kết nối với tai nghe Galaxy Buds Live. Lúc này Buds Live có chức năng như micro, chất lượng thu âm không ảnh hưởng bởi môi trường.
