De Xiaomi 12 Pro is uitgerust met een geavanceerd triple-camera-array, waaronder een 50 MP hoofdcamera met een Sony IMX707 ultra-groot sensor, een 50 MP ultra-groothoekcamera en een 50 MP telecamera. Door het gebruik van de 2,44μm 4-in-1 pixelcombinatietechnologie verbetert het hoofdcamerasysteem de lichtopnamecapaciteit met 120% in vergelijking met de vorige Xiaomi 11 generatie. Om de indrukwekkende hardware aan te vullen, is het apparaat ook uitgerust met Xiaomis geavanceerde AI-algoritme voor verschillende scenario's, om professionele speciale effecten en creatieve opties mogelijk te maken, waaronder Xiaomi ProFocus en Oneclick AI Cinema. Ondertussen onderscheidt Ultra Night Video zich door videografie bij weinig licht, met verschillende portretmodi die de gebruiker in staat stellen om opnames van studiokwaliteit te maken.