相比小米11，小米11 Pro上最大的升级点就是后置的镜头模组，主摄升级为5000万像素超大底定制GN2，1300万像素的超广角镜头以及支持50倍变焦的潜望长焦镜头，这三摄组合覆盖了日常生活中常用到的大部分焦段（16-120mm），满足了日常的使用。

小米联合三星提前18个月部署，联合研发定制首发了业界最大底传感器GN2，将手机镜头传感器面积首次做到接近1英寸的大小。小米11 Pro采用的三星GN2传感器感光元件尺寸高达1/1.12英寸，单尺寸像素达到了1.4um。大底传感器具备极为出色的感光能力。镜头采用了小米10至尊纪念版同样的8P镜头，f/1.95光圈，支持OIS光学防抖，无论是感光能力还是镜片规格都做到了行业顶级。

主摄GN2传感器还支持像素四合一技术，合成后单个像素更是高达2.8um，即便是光线环境不理想的情况下也能拍出丰富的夜景照片。小米11 Pro还搭载了自研的夜枭算法。通过AI深度学习，能够显著提升默认模式下极限暗光场景的画质。能够实现手持模拟30s长曝光的效果。

我们知道，在传统的PDAF相位对焦中，当环境光线下降时手机的对焦性能就会下降。主流手机采用的2PD全像素双核对焦在横向纹理极端场景中是不容易对焦的。小米11 Ultra首发采用了全像素全向8核对焦功能，将每个感光像素竖向分割为两个二极管，每个像素都进行双目对焦，通过进一步将绿色像素分割为斜向，打到全像素全向八核对焦，增加了对多向纹理的对焦能力，大大提升了对焦性能。此外小米11 Ultra首次采用了多点ToF对焦系统，通过最多64点测距实现更大范围的61度精准对焦。

相机领域上常见的多重采样技术这次也被搬到了手机上，通过对像素信息的最多6此读取叠加，消除了单词读取带来的随机噪声，让黄面更加纯净噪点更少。而且这项硬件级的功能不会影响拍照时长，并且仅在暗光拍摄时启用。相比于小米11，小米11 Pro还升级了支持50倍变焦的潜望式镜头，为整机增添了更加出色的变焦能力，面对一些需要远距离拍摄的场景还是非常实用的。

在小米10 至尊纪念版上备受好评的双原生ISO Fusion和Stagger HDR技术，也出现在小米11 Pro上，能够实现18级动态范围表现。

得益于高通骁龙888强大的AI算力，小米11 Pro此次在拍照方面也是新增多种好玩实用的影像创意玩法，大大增加了手机拍摄的易用性和趣味性。广受好评的魔法换天功能在小米11 Pro上再次升级，不仅新增更多天气效果，而且还可以随机生成天空的云层元素，让每一个人的换天效果都是独一无二的。同时在换天的细节处理上更加细致精确，即使仰望天空，密密麻麻树枝的边缘细节也不会穿帮。