智慧型手機的相機功能被消費者的重視早已超越撥打電話等最初的產品功能，對於 Sony 這個自家還擁有相機產品線與全球最大手機感光元件供貨商來講，手機中的攝錄功能一直以來都是他們積極尋求突破的大型重點項目之一，在 Sony Xperia XZ3 上相較於前一代來說最大的進步則在於軟體與 UI 方面的提升，種種演進都是為了讓使用者能夠擁有更好的攝錄體驗。
Sony Xperia XZ3 帶來更強大的肖像自拍模式，基礎拍照功能畫質細緻度再升級
Sony 從 Xperia XZ2 開始就已經進入 4K HDR 錄影與更加善用 Motion Eye 做到了 1080P 高畫質超級慢動作錄影，在錄製後的成果可擁有非常大的動態範圍，也因讓這些功能融入生活帶來富饒趣味的日常場景攝錄。在這回新機 Xperia XZ3 上除了將前鏡頭提升到 1300 萬畫素 F1.9 之外，後置鏡頭則與 XZ2 相同配置，但在軟體與調校上卻帶來超過以往的精進。
基礎畫質方面，為了讓 BIONZ 影像處理器能夠獲得更大發揮，將其做到最大限度的利用，讓這個晶片更適用於智慧型手機；在自動曝光模式時通常很容易在拍攝綠色較多與天候不佳時造成失誤，藉由深度學習可以拍出層次感更豐富、更飽滿的綠色和漂亮的景物色澤，相較於 2017 年的攝影軟體版本來說，在最新版本上畫質顯得更加細緻，色彩層次感亦更為豐富，在低光夜景方面則做到比過去機型帶來更清晰的細節與降低雜訊。
在自拍方面，內建的肖像自拍模式中提供更多的選擇性，包含背景虛化（散景）、柔膚、膚質亮度、大眼效果與瘦臉效果皆採無段式可自行以拉桿微調。
相機應用方面的改進，Smart Lounch 利用包含加速感應器、光源感測器與進階感測器三者作用，偵測使用者手部動作、手機放置位置等，藉以判斷相機何時須啟動。當使用者在待機狀態下拿起手機準備拍照時，手機將可自動啟動相機功能，提供除了過去實體快門、螢幕虛擬快門外更多即時拍攝的方式，讓你能夠即時拍下眼前的一切而無須藉助第三方裝置輔助，此外更以深度學習來彌補感應器的不足，讓整個攝影功能更臻完善。
另外說到錄影方面，4K HDR 比起 SDR 可以擁有更滑順的影像效果，更廣的色域與更大的動態範圍。傳統的 SDR 所能收錄的顏色與層次有限，通常會有過亮與過暗的問題，往往省略到許多色彩資訊，而 HDR 能夠記錄下更多細節與色彩，做到盡可能貼近肉眼所見的成效。
傳統的 HDR 錄影的處理方式通常是將長曝與短曝分為兩段式作業後才在後續進行結合，而 Sony Xperia 在內建記憶體的堆疊式感光元件中則能做到在同一時間進行長曝與短曝的收錄。最顯著的部分，就是像在拍攝金屬的反光、極亮與極暗處、大太陽與陰影、透光彩繪玻璃等，這些亮度差異大的部分在 SDR 錄影模式下很容易會產生過曝現象，拜 HDR 的各項優點所賜，就連反光效果處也可以清晰收錄，並且完整保留下細節的色彩差異。
