Pixel 3/3 XL后置搭载1220万像素主摄像头，F/1.8光圈，单个像素面积达到1.4μm，支持光学防抖+电子防抖，最高可进行4K@30fps视频录制。前置方面搭载800万像素双摄，其中广角+超广角的搭配，光圈分别为F/1.8和F/2.2，超广角镜头的加入可以在自拍过程中提供高达97°的视角，容纳多人自拍。硬件看上去亮点不多，但神优化的相机算法足够让Pixel系列成为DxOMark拍照排行前五名的常客。不仅有惯例的HDR Plus模式外，谷歌还在相机中加入更多AI功能，从而改善拍照体验。Motion Auto Focus 动态追焦功能常见于专业摄影器材，在手机上也有过比较初级的跟随物体、面部动态对焦功能，而Pixel 3/3 XL将手机动态追焦再度升级，Motion Auto Focus支持在拍照和录像过程中对目标进行动态对焦，从而减少手机在拍摄动态物体的模糊和多次对焦现象，并实现媲美专业设备的效果。Top Shot 精选一刻Top Shot功能将在拍照过程中提前记录快门前的影像，提供更多照片供用户筛选，避免在拍照遇到闭眼、抖动等情况，提高成片率。同时利用AI功能，将构图出色的照片筛选出来，供用户作为精选照片使用。Night Sight 夜视Night Sight类似国内机型已经普遍搭载的夜间模式，通过软件优化，在极低光的环境下拍出纯净度高且亮度提升明显的样张。可以见到开启Night Sight之后，Pixel 3和iPhone XS样张的画面和细节都完全不在一个级别，堪称吊打。Google称该技术基于机器学习，用法是否和手持防抖一样尚未明确，实际功能会在Pixel 3正式发售后才会通过更新提供。