Nhiều người cứ nghĩ rằng Xperia Z2 dùng chung cảm biến của Xperia Z1 thì chất lượng ảnh chụp sẽ giống nhau. Nhưng thực tế thì đây là một suy nghĩ sai lầm hoàn toàn. Bằng chứng là một số hình ảnh so sánh hiếm hoi ảnh chụp giữa 2 mẫu máy này dưới đây đã cho thấy, Sony làm mọi thứ tốt hơn trên Xperia Z2.
Không quá khó để các bạn nhận ra ảnh chụp của Xperia Z2 ít nhiễu hơn, điều này cũng đồng nghĩa với việc ảnh nét hơn. Màu sắc cũng không còn hiện tượng bị ám màu như trước. Chụp hình với đèn flash xử lý tản sáng tốt hơn, giúp bức hình khó bị lộ đang dùng đèn flash.

Nhiều khả năng Sony đã tối ưu hóa thuật toán chụp hình của Z2 tốt hơn, bởi mẫu máy này đang chạy phiên bản Android 4.4.2 mới nhất, tốt hơn nhiều so với Android 4.3 trên Z1. Điều này cũng làm nhiều người dùng Z1 hi vọng Sony sẽ đem những cải tiến này trong bản cập nhật sắp tới. Sony Xperia Z2 và Sony Xperia Z1 đều sở hữu camera chính 20.7 MP, cảm biến Exmor RS 1/2.3, ống kính G Sony khẩu độ f/2.0 và bộ xử lý hình ảnh BIONZ. Điều duy nhất có thể tạo ra những khác biệt của những bức ảnh chụp từ hai sản phẩm là sự can thiệp của phần mềm tích hợp sẵn trong máy.