由于搭载有一亿像素相机的缘故，三星S20 Ultra自然成为了三星S20系列三款新机中最受关注的机型。而现在，网络上不仅首次曝光了该机背面摄像头模组的谍照，而且来自内部渠道的消息还披露了三星S20 Ultra详细的前后摄像头参数，确认具备9合一技术，在一亿像素模式下出片速度大约半秒到一秒，但机身并没有传言那样重，而是与三星Note10+比较接近。
40MP前摄支持多帧合成
根据内部渠道披露的消息称，三星S20 Ultra确认搭载有高达40MP的前置镜头，不仅支持自动聚焦功能，而且还拥有0.7μm的单个像素面积，这意味着该颗传感器仍旧采用了四合一技术，在弱光环境下可以输出10MP照片。不过，此次三星还为S20 Ultra的前置镜头也添加了HDR功能，支持高达10-12张的多帧合成技术。
不过，或许是前置镜头高达40MP的缘故，所以三星S20 Ultra的前摄孔径达到了3.7mm，相比该系列其他两款机型仅3.5mm的前摄开孔要稍微大一些，同时也意味着并未相似过去传闻的那样集成有ToF相机，像素升级和改善夜景自拍效果成了三星S20 Ultra前置镜头升级的主要特色。
一亿模式半秒出片
至于三星S20 Ultra的后置摄像头方面，内部渠道给出的说法则是会搭载一亿像素主摄+48MP潜望式长焦+12MP超广镜头+ToF相机的组合。其中，12MP超广的单个像素为1.4μm和拥有F2.2的镜头光圈。而一亿像素广角主摄则拥有1/1.33英寸的大底和0.8μm单个像素面积，确认支持9合一技术，单个像素面积变成2.4μm，在暗光模式下可输出12MP照片，支持三十张多帧合成。
值得一提的是，三星S20 Ultra在一亿像素模式下，拍摄大约要半秒到1秒，而默认的12MP模式下则没有任何延迟。而在变焦功能方面，该机则在设置为一亿像素模式时支持10倍变焦，而12MP模式下则可以带来高达100倍的数码变焦功能。同时在高倍变焦的情景下，手机右上角会有取景画面提示框，据称防抖效果比较不错。
重量不到200克
三星S20 Ultra还搭载有48MP潜望式长焦镜头，拥有0.8μm的单个像素面积和F3.5镜头光圈,据传采用的是索尼IMX586传感器。至于大家关心的100倍数码变焦的稳定性方面，内部人士则表示在100倍的情况下感觉与友商的50倍差不多，并且在大倍率变焦手持拍摄的时候，预计AI算法会自动检测当前取景状态，最后进行二次裁切优化。
尽管三星S20 Ultra拥有强大的拍照功能和配备了6.9英寸120Hz挖孔屏，甚至还提供了5000毫安时电池，但机身尺寸方面并未变得臃肿和沉重。按照内部渠道披露的说法是机身厚度仅为8.8mm，但重量并不是国外网站所披露的221克，而是与三星Note 10+比较接近，并且还有疑似内部人士披露称，三星S20 Ultra重量为198克，确实与三星Note 10+比较接近。据悉，三星S20 Ultra将标配12GB内存和首次带来16GB内存高配版，但只有黑色和灰色两种色彩款式可选。
