魅族16Xs采用了4800万像素+500万+800万像素的双摄配置，并且拥有f1.7大光圈。魅族 16Xs采用三星S5KGM1 4800万像素传感器，和主流的1200万像素、1600万像素传感器相比，其拥有4800万个感光单元，利用AI算法可输出4800万像素的超清晰照片。
魅族16Xs采用的S5KGM1相机传感器支持像素合成，可将每40.8μm的像素点合成1个1.6μm的超大像素，从而输出一张1200万像素的高质量暗光照片。魅族 16Xs使用上全新的图像信号处理器 ，打造了一套全新的算法架构，拥有全方位的自定义场景算 法平台，可以实现更智能的场景识别，针对风景、人像、动物、 食物等数百项场景进行单独优化，随手能拍出最好的图片。
魅族 16Xs超级夜景共有两种模式，分别为手持超级夜景和脚架超级夜景。手持超级夜景，无需三脚架辅助，只需手持手机等待若干秒即可拍出一张高光、阴影平均的夜景照片。脚架超级夜景，利用三脚架固定机位，通过算法智能合成长曝光照片，完全无需繁琐的PS后期合成。
魅族16Xs前置采用了定制的1600万像素前置摄像头模块，拥有三档美颜调节效果，支持HDR+逆光自拍。