三星Galaxy Note20 Ultra拥有由三颗摄像头组成的后置摄像头模组，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。主摄依旧是S20 Ultra上的那颗S5KHM1传感器；超广角镜头也是S20 Ultra同款的1200万像素S5K2L3（S10系列上的主摄）；而长焦镜头则更换为1200万像素的S5K3M5，支持5倍光学变焦，最高50倍数字变焦。

三星Note20 Ultra 5G的潜望式长焦镜头可谓是一颗惊喜满满的镜头，从画质而言其成像效果并不弱于其它手机的旗舰主摄，而且其光学防抖性能尤其出色，在5x变焦模式下进行手持拍摄时其画面相当平稳。

该潜望式长焦镜头拍摄的照片也具有不错的锐度，色彩还原也和其它镜头保持了一致。同时其5倍光学变焦和最高50倍的超空间变焦能力，较大的扩宽了用户的构图空间，让用户可以创作出一些常规镜头难以实现的画面。

值得一提的是，三星Note20 Ultra 5G的超空间变焦拍摄能力在夜晚也有着独特的表现。在光学防抖和小窗辅助定位的帮助下，即使是手持手机我们也可以使用三星Note20 Ultra 5G的50倍超空间变焦能力拍摄到夜空中的一轮明月。