El iPhone XS cuenta con el sistema de cámara dual más rápido de Apple que utiliza su motor Neural para crear fotos con un alto rango dinámico y un gran detalle de la imagen. Está equipado con dos cámaras gran angular de 12MP (apertura ƒ / 1,8) y teleobjetivo (apertura ƒ / 2,4) con zoom óptico 2x, zoom digital 10x, objetivo de seis elementos, flash Quadrics LED True Tone con sincronización lenta, zafiro tapa de cristal y sensor de iluminación posterior.
La cámara TrueDepth de 7 MP frontal tiene una apertura de ƒ / 2.2 e incluye funciones como Animoji y Memoji, grabación de vídeo HD a 1080p a 30 o 60 fps, Smart HDR y modo Retrato con bokeh avanzado y control de profundidad.
Las nuevas funciones incluyen bokeh avanzado en modo Retrato, Iluminación retrato con cinco efectos (Natural, Studio, Contour, Stage, Stage Mono), segmentación de profundidad avanzada, estabilización óptica dual de la imagen, Smart HDR para fotos, autofocus y toque para enfocar con Focus Pixels, corrección avanzada de ojos rojos y estabilización automática de la imagen.
La cámara también es capaz de grabar vídeo 4K a 24 fps, 30 fps o 60 fps, 1080p HD a 30 fps o 60 fps y grabación de vídeo HD 720p a 30 fps.