Điểm nhấn nổi bật nhất của Xperia XZ so với X Performance của Sony là camera. Sản phẩm sử dụng cảm biến độ phân giải 23 megapixel, f/2.0, hỗ trợ lấy nét theo pha và cảm biến laser với khả năng khởi động chỉ 0,6 giây. Sony còn tích hợp cảm biến RGBC-IR cho màu sắc trung thực. Công nghệ chống rung 5 trục giúp cho quay phim ổn định hơn.