Dengan sensor 108MP Samsung ISOCELL Bright HMX, Mi Note 10 Pro menghadirkan resolusi kamera 9024 x 12032 piksel. Kamera 108MP dapat menghasilkan gambar seukuran billboard dengan tinggi sampai 4,24 meter.
Sensor 108MP pada Mi Note 10 Pro dikonfigurasikan dengan empat kamera lainnya, yakni 20MP (ultrawide) dengan bidang pandang 117 derajat. Selanjutnya ada lensa makro khusus beresolusi 2MP yang mampu membidik gambar makro super 1,5cm.
Xiaomi juga menambahkan lensa telefoto 12MP dengan dukungan 2x optical zoom dan lensa ultra telefoto yang mampu menawarkan 10x optical zoom serta 50x digital zoom.
Sementara di bagian depan, Mi Note 10 Pro menggunakan desain notch dengan bilah mungil sebagai penampung kamera depan beresolusi 32 megapiksel (f/2.0).