三星Galaxy S24系列預計將主打AI功能，先前也傳出三星可能會放棄現行10倍長焦鏡頭並以高畫素的5倍長焦取代，同時透過AI增強技術實現比10倍長焦鏡頭更高的數位變焦望遠畫質；不過根據韓國媒體The Elec的說法，三星Galaxy S24 Ultra確實會添加50MP的5倍鏡頭，但被取代的是原本的3倍焦段而非十倍焦段。根據The Elec的說法，由於近幾年Galaxy S系列的Plus機型銷售狀況低迷，三星決定強化Galaxy S24 Ultra的比重，出貨量希冀能夠達到三款Galaxy S24機型當中的45%。
▲The Elec指稱由於Galaxy S Plus機型銷售持續委靡不振，三星打算將Galaxy S24 Ultra的出貨比重增加到系列中的45%
The Elec指稱Galaxy S24的後鏡頭將由200MP的主鏡頭、12MP超廣角鏡頭、10MP 10倍長焦鏡頭與50MP 5倍長焦模組構成，等於除了5倍長焦的另外三個鏡頭與現行Galaxy S23系列可能差異不大。其中200MP主鏡頭的模組將由三星內部自行設計與生產，而中國舜宇光學與韓國Namuga負責12MP超廣角，10MP的10倍長焦由三星提供元件、舜宇光學負責光學部分，同時50MP的5倍鏡頭同樣由三星提供元件搭配舜宇光學的鏡片；至於12MP前鏡頭將由Namuga與中國MCNEX負責。
考慮到現行的數位變焦增強技術，將原本的3倍焦段提升到5倍有助使鏡頭在變焦的影像品質銜接更為出色，且進一步發揮主鏡頭的高畫素優勢，同時透過畫素增加的5倍焦段，也能借助雙鏡頭合成模式用於強化10倍焦段的影像品質；另外雖說另三個鏡頭的規格與Galaxy S23 Ultra相同，但也不排除三星會為Galaxy S24提供改良版的200MP主元件。
至於Galaxy S24與Galaxy S24則傳出將繼續延續Galaxy S23與Galaxy S23 Plus的鏡頭配置，僅依靠處理器ISP的增強提升畫質與使用體驗。
