iPhone5S的摄像头为800万像素背照式摄像头，但改为1.5微米的大像素，光圈增大到2.2。光线不足时，iPhone5S可以自动开启全新的图像防抖功能，将瞬间拍摄的四张照片合成一张。

新的TrueTone闪光灯分为白色和黄色，可以根据iPhone5S自动测量的色温按照不同的比例闪光来调整成像质量。此外它还支持每秒10张连拍和120fps720P视频慢镜头拍摄，借助于新的A7处理器内置的图像信号处理器，iPhone5S的自动对焦速度快了两倍。