小米6采用与 iPhone 7 Plus 相同的广角 长焦双摄方案，而非黑白 彩色或者不同像素主副方案。具体参数方面，广角镜头部分为 1200 万像素感光元件，单像素尺寸为 1.25μm，镜头光圈为 f/1.8，6 片式镜头，27mm 焦距；长焦镜头部分也是采用 1200 万像素感光元件，单像素尺寸为 1.0μm，镜头光圈为 f/2.6，5 片式镜头，52mm 焦距，仔细观察背面摄像头的外观，可以发现略有不同。
单反般背景虚化得益于小米6采用的更为先进的变焦双摄方案，等效52mm人像摄像头，使得人像摄影拥有更强的边缘锐化效果。配合双目成像原理 深度学习算法，边缘识别更加准确，背景虚化渐进真实，保持面部清晰的同时，营造出梦幻的虚化背景，单反般的背景虚化，拍人更美！小米6全新的人像模式中还加入了智能美颜3.0：通过上百个定位点准确记录面部信息，在磨皮美白同时保持五官清晰；美白算法自适应，不同肤色均可以调教出白皙红润的美感，给你更加自然的肤色调整。
小米6上，支持2倍光学无损变焦，10倍数码变焦，即使放大一倍画质依然清晰。广角 长焦镜头，让远处的诗和远方，合二为一。全景模式也支持2倍光学无损变焦哦~小米6再次配备了深受米粉喜爱的4轴光学防抖技术：基于加速度感应计和陀螺仪，小米6实现横向、纵向、偏航角和俯仰角的四轴防抖矫正。无论在运动中还是暗光下，都能稳稳拍出更多美好瞬间。
