Camera của Sony Xperia Z5 được đánh giá rất cao và chính hãng công nghệ Nhật Bản của rất tự tin về camera của smartphone con cưng của mình. Tuy nhiên, camera của smartphone này vẫn xuất hiện những lỗi khiến người dùng không khỏi thất vọng Xperia Z5 Compart Giống như Xperia Z5 và Xperia Z5 Premium, khả năng chụp ảnh cũng là một thay đổi lớn trên Z5 Compact. Camera sau của máy được nâng lên thành độ phân giải 23 megapixel với cảm biến Exmor RS, tốc độ lấy nét rất nhanh chỉ 0,03 giây và được trang bị cả công nghệ Hybrid AF giúp giảm rung và nhoè khi quay video. Bên cạnh đó, chiếc smartphone này của Sony còn có khả năng zoom kỹ thuật số 5x với công nghệ Clear Image Zoom. Ngoài ra, camera độ phân giải 5 megapixel ở mặt trước cho phép người dùng chụp được những tấm ảnh selfie có chất lượng cao hay thực hiện cuộc gọi video call tốt hơn. Camera Z5 là niềm tự hào của Sony Camera của máy còn có thể tự động lấy nét liên tục, tự động thay đổi trọng tâm của ảnh chụp dựa theo mức độ gần nhau của các đối tượng với ống kính, cũng như hỗ trợ chế độ tuỳ chỉnh các tham số thủ công như: Tinh chỉnh độ sáng, màu sắc, khả năng chỉnh ISO khi chụp ảnh tối đa lên đến 12800 và ISO tối đa khi quay video là 3200. Tuy nhiên trong hầu hết mọi trường hợp, chế độ tự động sẽ đáp ứng tốt nhu cầu của đa số người dùng nói chung. Trong thử nghiệm thực tế ảnh chụp trong điều kiện ánh sáng đầy đủ, ảnh chụp có màu sắc đẹp, độ tương phản tốt, các chi tiết trên ảnh hiển thị rõ ràng, tuy nhiên hình ảnh có xu hướng ám xanh. Camera Z5 khiến người dùng thất vọng Đáng tiếc là Sony không hỗ trợ tính năng ổn định hình ảnh quang học khi chụp ảnh trong điều kiện ánh sáng yếu, mà tính năng này chỉ hỗ trợ khi quay video ở chế độ SteadyShot Intelligent Active Mode. Tuy nhiên, điều này không đồng nghĩa với việc các bức ảnh chụp kém chất lượng trong điều kiện ánh sáng yếu. Ảnh chụp thực tế cho thấy các chi tiết hiển thị vẫn rất tốt và khả năng cần bằng tốt. Sony Xperia Z5 Premium có khả năng quay phim 4k Về khả năng quay video, người dùng Z5 Compact có thể lựa chọn độ phân giải tối đa 4K với tốc độ 30fps hoặc Full HD với tốc độ 30/60fps tỉ lệ 16:9 khi sử dụng camera sau. Trong khi camera mặt trước có thể quay video tối đa là Full HD ở tốc độ 30fps.
