三星Galaxy Note20 Ultra拥有由三颗摄像头组成的后置摄像头模组，它们分别是1.08亿像素主摄+1200万像素超广角+1200万像素潜望式长焦镜头，此外该后置摄像头模组还包括了激光自动对焦硬件。三星Galaxy Note20 Ultra所搭载的一亿像素主摄作为三星主打的的全新影像技术，目前已经在多款机型上展示了自己的实力。一亿像素主摄不但在高像素模式下可以带来解析力超高的照片，让画面的细节得到丰富的展示；在像素多合一模式下一亿像素主摄也可以通过大像素带来更高的感光性能，此外高像素照片也意味着充满可能的后期裁剪空间。
　　1200万像素潜望式长焦镜头则为三星Galaxy Note20 Ultra带来了超视觉空间变焦的拍摄能力，通过高达50x的超视觉空间变焦能力，三星Galaxy Note20 Ultra可以轻松的拍摄到远处的景物，并且这一功能也赋予了专业用户更多的构图空间，混合激光对焦系统的加入也极大的改善了三星Galaxy Note20系列在多种条件下的对焦体验。除了静态相片的拍摄之外，三星Galaxy Note20系列还拥有专业的视频拍摄模式。这一模式在三星Galaxy S20系列的基础之上，得到了进一步的升级。特别是其扩展了8K视频的拍摄能力，在4K视频已经全面普及的今天，8K视频开始被人们视为新的超高清视频格式，在三星率先在Galaxy S20系列中支持8K视频拍摄之后，越来越多旗舰机型开始支持8K视频的拍摄能力。
　　目前，三星Galaxy Note20系列支持8K 24帧视频拍摄能力，并在能够拍摄8K 16：9格式视频的基础之上，新增了8K 21:9的宽屏视频的拍摄能力，从而让用户可以创作出类似院线电影宽荧幕风格的视频作品。此外，三星Galaxy Note20系列还支持在拍摄8K视频的同时获取高像素的的高清照片，从而满足用户对于记录精彩瞬间的需求。同时，三星Galaxy Note20系列对专业视频模式中的各项功能均进行了增强，可以在对焦、调音，曝光，照明等方面实现专业的效果调整。例如我们使用三星Galaxy Note20系列在进行视频拍摄时，可以为其设置一个固定的变焦速度，从而在进行变焦操作时获得一个平滑的变焦效果。
　　在收音一直以来都是手机视频拍摄的难题，比如在拍摄vlog视频时，拍摄者经常面临的一个烦恼是如果使用无线降噪麦克风进行收音那么便会失去对背景音的记录，而使用手机的麦克风进行记录则有可能无法记录下清晰的人声。而三星Galaxy Note20系列则可以通过Sound recording功能对多个音源进行选择和切换，通过多音源切换来进行专业视频拍摄。同时在“蓝牙”音源模式下，三星Galaxy Note20系列支持将Galaxy Buds Live耳机作为手机的麦克风来进行收音，从而实现佩戴者即使身处嘈杂环境或距离很远，也可以出色的降噪效果。