กล้องหลังของ Samsung Galaxy S25 Ultra จะได้รับเซ็นเซอร์ใหม่ โดยกล้อง Ultrawide จะใช้เซ็นเซอร์ ISOCELL JN1 รุ่นใหม่ ที่มีขนาด 1/2.76 นิ้ว ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าเซ็นเซอร์ใน Galaxy S24 Ultra เล็กน้อย และมีความละเอียดสูงกว่า 50 ล้านพิกเซล
กล้อง Telephoto ของ Galaxy S25 Ultra จะใช้เซ็นเซอร์ ISOCELL รุ่นใหม่เช่นกัน แต่ยังไม่ถูกเปิดเผยชื่อเซ็นเซอร์ แต่จะมีขนาดเซ็นเซอร์ 1/3 นิ้ว ซึ่งใหญ่กว่ารุ่นปัจจุบันเล็กน้อย และมีความละเอียด 50 ล้านพิกเซล
รายงานก่อนหน้านี้ อ้างว่า กล้อง Telephoto ของ Galaxy S25 Ultra จะมีเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่ รองรับการซูมแบบแปรผัน และในช่วงทดสอบนี้ ได้มีการตั้งค่าความยาวโฟกัสคงที่ไว้ 2 ระยะ โดยระยะแรกอยู่ระหว่างการซูม 4 ถึง 5 เท่า และระยะที่ 2 อยู่ระหว่างการซูม 6 ถึง 7 เท่า