三星Galaxy S21 Ultra 5G配备了由四颗后置镜头组成的后置摄像头模组，与其它的旗舰机型不同的是，作为安卓阵营的“机皇级”旗舰手机，三星Galaxy S21 Ultra 5G的四颗后置镜头不但焦段组合合理，覆盖了从13mm到240mm的多种常用焦段且无一是“凑数”镜头。
三星Galaxy S21 Ultra 5G的四颗后置镜头分别为1.08亿像素 F1.8 大光圈主摄+1200万像素120°超广角镜头+1000万像素3X长焦镜头+1000万像素10X潜望式长焦镜头，其中主摄、3X长焦、10X长焦镜头均支持OIS光学防抖技术，超广角、3X长焦、10X长焦镜头均支持全像素双核对焦技术，此外三星Galaxy S21 Ultra 5G还有一颗激光AF传感器来辅助完成对焦。
