Per il secondo anno consecutivo Samsung ha puntato su un sensore da 108 MP, aggiustando i risultati "così così" di S20 Ultra. Ora il sensore è dotato di un AF molto sofisticato e praticamente infallibile, le dimensioni del sensore (Isocell HM3) sono però sempre le stesse, non così grandi rispetto alla risoluzione. E' una precisa scelta di Samsung che preferisce mettere a disposizione dell'utente una definizione elevatissima, con possibilità di scattare a 108 MP, con il software che in realtà lavora in automatico considerando i pixel in gruppi di 3x3, per foto risultati a 12 MP.
Una delle novità del 2021 è stata l'introduzione di una fotocamera ultrawide con AF e sensore Sony IMX563 da 12 MP. Conferma anche per la frontale da 40 MP con AF, l'unica di tutti i protagonisti del confronto dotata di questa caratteristica.
Un'ulteriore unicità di S21 Ultra è la presenza di un doppio teleobiettivo con ingrandimenti diversi per foto ritrattistiche e foto a soggetti lontani.