Kamera jadi unit yang paling diutamakan oleh Google. Dengan resolusi 12 megapixel, Pixel dijanjikan sebagai ponsel dengan kemampuan foto terbaik oleh Google. Lensanya memakai diafragma f/2.0. Kamera Pixel memeroleh nilai 89 dari DxOMark.
Begitu juga dalam perihal video, yang dijanjikan sangat stabil ketika merekam gambar. "Ponsel ini dirancang agar bagian dalam dan luarnya menjadi sederhana dan pintar,” kata Brian Rakowski, Wakil Presiden Manajemen Produk Google.
Keandalan dalam hal fotografi itu didukung oleh media penyimpanan foto di awan Google Cloud yang tanpa batas.