El sensor IMX989 de 1 pulgada fue desarrollado en conjunto por Xiaomi y Sony. Es el primero de su tipo, no por tamaño sino por pixelaje, y está pensando para ofrecer la máxima calidad fotográfica vista hasta ahora en un dispositivo móvil.
El Xiaomi 12S Ultra es simplemente la mejor cámara de Xiaomi, con su enorme sensor Sony IMX989 de 1 pulgada. No es el primero en ser integrado en un smartphone, el Sharp Aquos R6 tuvo un sensor Leica de 1" y 20 megapixeles, luego Leica lanzó su propio smartphone, el Leitz Phone 1, básicamente un Aquos R6 sin la marca Sharp, y luego Sony lanzó el Xperia Pro-1 con sensor Exmor RS Type 1.0 de 1" y 12 megapixeles integrado en una de sus cámaras compactas.
A todo este hardware se le suma el ajuste fotográfico desarrollado en conjunto con Leica de colirimetría y reducción de destellos, y la presencia de sus filtros y modos exclusivos, los mismos agregados vistos en los Xiaomi 12S y Xiaomi 12S Pro.
Dejando de lado el aspecto fotográfico, el Xiaomi 12S Ultra presume también del Snapdragon 8+ Gen 1 y sus mejoras en potencia, menor temperatura y consumo energético. Para apoyarse, integra 8 o 12 GB de RAM, y 256 o 512 GB de almacenamiento interno.