Untuk fotografi, iPhone Duo membawa kamera Utama Fusion 48 MP yang dapat menghasilkan foto hingga resolusi 48 MP dan secara default memotret pada resolusi 24 MP. Kamera ini juga menawarkan Telefoto 2x berkualitas optik yang terintegrasi, penstabilan gambar optik sensor bergerak, serta pengolahan gambar komputasional baru untuk mempertahankan detail dalam berbagai kondisi pencahayaan.
Kamera kedua menggunakan Ultra Wide Fusion 48 MP yang sama seperti pada model iPhone 18 Pro dan mendukung fotografi makro. Di bagian depan terdapat kamera Center Stage yang dapat mengambil foto maupun video dalam berbagai orientasi tanpa mengharuskan pengguna memutar iPhone, ditambah kamera FaceTime yang tersembunyi di bawah layar dalam.
Desain lipat kemudian dimanfaatkan untuk menghadirkan sejumlah cara baru menggunakan kamera. Smart Take memakai model AI pada perangkat untuk menganalisis gambar secara real time dan otomatis mengambil foto ketika subjek berpose, sedangkan Duo Preview memungkinkan subjek melihat framing melalui layar luar. Pengguna juga bisa mengambil selfie menggunakan kamera belakang, sementara Kid Cue menampilkan animasi Peanuts di layar luar untuk menarik perhatian anak agar melihat ke arah kamera.
Kemampuan videonya mencakup perekaman 4K 120 fps dalam Dolby Vision menggunakan kamera Utama Fusion 48 MP. Efek Sinematik dapat diterapkan setelah proses perekaman hingga 60 fps, sedangkan mode Selang Waktu mendukung 4K Dolby Vision HDR dan desain lipat memungkinkan iPhone Duo disangga tanpa tripod ketika merekam video berdurasi lebih panjang.