后置相机方面，魅族 16th、16th Plus 延续了 15、15 Plus 的规格。

主摄为 1200 万像素的索尼 IMX380（华为 P20 同款），优点是 CMOS 尺寸达到了 1/2.3 英寸，略大于很多国产旗舰用的 IMX363（1/2.55 英寸），单像素尺寸为 1.55 微米，理论上有更好的感光能力。此外，16th、16th Plus 的主摄光圈也达到了 f/1.8，支持 4 轴光学防抖。

副摄为索尼 IMX350，类似华为 Mate10、P20 上的副摄，不过魅族没有像华为那样做成去掉拜耳滤镜做黑白，而是用稍长的焦距做变焦（号称 3 倍无损变焦）。
得益于骁龙 845 平台，16th、16th Plus 的相机也加入了更多的 AI 能力，可以自动识别场景然后进行优化。因此，虽然硬件上没什么升级，但 16th、16th Plus 的相机理论「硬素质」要比 15、15 Plus 更强的。
16th、16th Plus 成像品质起码达到了 3000 档国产旗舰相机的主流水准，和同为 IMX380 的华为 P20 应该也有的一拼，但明显不是 P20 Pro 的对手。
魅族 16th、16th Plus 还定制了小体积的 2000 万像素前置摄像头，采用虹软算法，支持 AI 单摄背景虚化。