Das Xperia XZ2 Premium hat Sony mit einer Dual-Kamera auf der Rückseite ausgestattet. Dabei arbeiten ein Farb- (19 MP) und ein Schwaz-Weiß-Sensor (12 MP) zusammen. Videoaufnahmen werden in 4K-Auflösung aufgenommen und in selbiger Qualität auf dem HDR-Display wiedergegeben. Entsperrt wird das Smartphone durch einen Fingerabdrucksensor auf der Rückseite des Geräts.
