На задней панели Mi 8 установлена двойная камера на 12 МП. Компания DxOMark, которая оценивает фотоаппараты и камеры смартфонов, присвоила устройству рейтинг 99 баллов — это лучше, чем у Google Pixel 2 и iPhone X, но хуже HTC U12+ и двух моделей Huawei P20. В Xiaomi утверждают, что функция Studio Lighting позволяет делать на телефон снимки уровня профессиональной фотостудии.