Nexus-telefoons hebben altijd op zijn hoogst een matige camera gehad, maar Google wil daar nu verandering in brengen. De 5X heeft een sensor die we nog niet in andere telefoons zijn tegengekomen. Het gaat om een IMX377 van Sony. Het is een 1/2,3"-sensor met pixels die 1,55x1,55µm groot zijn, groter dan de pixels bij veel andere telefoons. Door de grotere pixels moet hij meer licht vastleggen in donkere omstandigheden, zo claimt Google. De lens heeft een diafragma van f/2.0. Optische beeldstabilisatie, iets wat de Nexus 5 en 6 wel hebben, ontbreekt.
De camera maakt standaard 4:3-foto's met een resolutie van 4032x3024 pixels, wat neerkomt op 12,2 megapixels. Het is lastig om de foto's op basis van een preview te beoordelen, behalve dat de sensor inderdaad relatief veel licht lijkt op te vangen. Hoe goed de camera zich houdt in diverse omstandigheden, is echter nog afwachten.
Hoewel het focussen redelijk rap gaat, is er wel wat shutterlag. Bovendien gaat het snel achter elkaar foto's maken relatief langzaam. Er leek dan rond de driekwart seconde te zitten tussen de foto's en dat is relatief veel.
Filmen gaat in maximaal 4k, maar het toestel staat standaard op full-hd. De interface is minimalistisch. Twee puntjes aan de onderkant van het scherm vormen het verschil tussen de foto- en videomodus. Dat is niet op het eerste gezicht duidelijk, al zal het snel wennen. Aan de zijkant zijn de diverse modi te vinden, terwijl rechts bovenin de instellingen te vinden zijn.
De frontcamera is een Omnivision Ov5693, een 1/4"-sensor met 1,4µm-pixels en een maximale resolutie van 5 megapixel. De frontcamera hebben we tijdens de preview niet uitgeprobeerd. In resolutie is het in elk geval een stap vooruit ten opzichte van eerdere Nexus-toestellen.