三星Galaxy S21 Ultra 5G配備了由四顆後置鏡頭組成的後置攝像頭模組，與其它的旗艦機型不同的是，作為安卓陣營的“機皇級”旗艦手機，三星Galaxy S21 Ultra 5G的四顆後置鏡頭不但焦段組合合理，覆蓋了從13mm到240mm的多種常用焦段且無一是“湊數”鏡頭。
三星Galaxy S21 Ultra 5G的四顆後置鏡頭分別為1.08億像素 F1.8 大光圈主攝+1200萬像素120°超廣角鏡頭+1000萬像素3X長焦鏡頭+1000萬像素10X潛望式長焦鏡頭，其中主攝、3X長焦、10X長焦鏡頭均支持OIS光學防抖技術，超廣角、3X長焦、10X長焦鏡頭均支持全像素雙核對焦技術，此外三星Galaxy S21 Ultra 5G還有一顆激光AF傳感器來輔助完成對焦。
