De camera’s zijn ook qua specificaties het grootste verschil. De S20 heeft naast de 12-megapixel hoofdcamera (f/1,8) een 64-megapixel telecamera (f/2,0) en een 12-megapixel groothoekcamera (f/2,2). De S20+ voegt alleen een dieptecamera toe. De Ultra verschilt het meest met een 108-megapixel hoofdcamera (f/1,8) en 48-megapixel telecamera (f/3,5). Samsung specificeert de optische zoom niet, het meeste wordt door software gedaan. Maar het gaat om het resultaat: de S20/20+ bij drievoudige zoom en de S20 Ultra bij vijfvoudige zoom kunnen zich meten met titelverdediger Huawei P30 Pro. Bij voldoende licht tenminste, bij weinig licht hebben ze moeite met focussen. De Ultra zet met 30-voudige zoom de beste prestaties neer, zelfs teksten zijn dan leesbaar – maar een statief is aanbevolen. De kleinere S20-modellen blijven iets achter. De 100x zoom is vooral een marketinggetal.
Bij gewone foto’s zijn de verschillen met voorganger S10 klein. Vooral de nachtmodus en groothoekmodus zijn aangepast. In de praktijk levert Huawei’s P30 Pro daarbij echter vaak betere resultaten. Video-opnames zijn mogelijk tot 8K en 24 fps, maar 4K of full-hd met 60 fps levert vloeiender resultaten. Het wisselen van camera kan maar tot 4K/30 fps en een videoreportage ineens schieten, zoals met een iPhone kan, is er niet mee mogelijk.
Reusachtige zoom: met een erg vaste hand krijg je bij de S20 Ultra zelfs bij 30× zoom (rechts) nog goede resultaten, maar 10× zoom (midden) gaat makkelijker.