「xperia Z1f SO-02F」のカメラ機能はスマートフォンとしては最高クラスの性能を誇る。
まずレンズにはソニーの高性能レンズ「Gレンズ」（F2.0）を搭載したほか、撮像素子もコンパクトデジタルカメラと同等サイズの大型1/2.3型の裏面照射型CMOSセンサ「Exmor RS mobile」（有効画素数約2,070万画素）を採用している。
また、一眼レフ「α」シリーズなどに搭載された画素処理エンジン「BIONZ」のxperia最適化版となる「BIONZ for mobile」により、シリーズ最高レベルの描写力を手に入れた。