Điểm nhấn đáng chú ý nhất trong thiết kế của máy là cụm camera chính ở mặt sau, được bố trí theo chiều ngang. Pixel 6 Pro được trang bị cụm 3 camera, bao gồm ống chính 50 MP, ống kính góc siêu rộng 12 MP và ống kính telephoto 48 MP (hỗ trợ zoom quang học 4x và zoom tối đa 20x). Ngoài ra, máy còn được trang bị đèn laser hỗ trợ lấy nét nhanh hơn, đặc biệt trong điều kiện thiếu sáng.