小米Poco X3 Pro 設 4800 萬像素 f/1.79 光圈主鏡頭 + 800 萬像素 f/2.2 119 度超廣角鏡頭 + 200 萬像素 f/2.4 微距鏡頭 + 200 萬像素景深鏡頭主相機。主鏡頭最高支援 X10 數碼變焦，拍攝表現飄忽，在日光下有時會輸出偏灰，有時又會亮度十足，不過相片的細緻度相當唔錯，拍攝出前一丁的環保袋紋理清晰可見。但主鏡火力全開拍攝 4800 萬像素相片，效果較為鬆散。
超廣角鏡有不錯的細緻度與動態範圍表現，只是像素較低，放大會看到不少噪點。微距鏡只有 200 萬像素，但放大都看清晰看到物件的細節部份。景深鏡頭配合主攝鏡，可使用人像模式拍攝不同的特別光效。
