智慧手機中的光學變焦是透過一系列鏡頭元件來實現的，攝像頭可以透過鏡頭移動來放大和縮小。光學變焦提供了最好的放大效果，是對影象質量幾乎沒有影響的放大形式。由於照片中的內容是透過操縱來自場景的光線來放大的，所以光學變焦提供了無損的結果。

理論上說，使用光學變焦拍攝影象與你靠近拍攝物體得到的結果相同。但鏡頭的質量會造成一些影響，根據鏡頭的不同，光圈也會隨著焦距的增加而變小。而話說回來，當你實在是無法靠近被拍攝的主體時（比如想拍清停留在樹枝上的小鳥），光學變焦仍是最佳的解決方案。

在智慧手機中，光學變焦仍是一種比較新穎的功能。三星早在2012年就做出了Galaxy Camera，雖然有延續兩代，但並沒有成功。寶麗來和華碩也曾嘗試過這個想法，結果依然被人忘卻，因為它們做的都是小眾產品，對普通消費者並沒有吸引力。

與此同時，華為P40 Pro和iPhone 11 Pro等現代智慧手機對消費者的吸引力就很大，其內部也配備了變焦鏡頭。與單反相機和數碼相機不同的是，鏡頭並不會從裝置中伸展開來。相反，這些手機有類似潛望鏡的嵌入式裝置，在不影響手機外觀的情況下，可以達到同樣的變焦效果。

數字變焦實現了與光學變焦類似的效果，但沒有機械裝置或玻璃元件。它一般會裁剪拍攝畫面周圍的區域，使照片看起來更接近拍攝的主體。影象的剩餘部分則透過演算法放大，因此被稱為數字變焦。與光學變焦不同的是，數字變焦拍出的影象質量不是無損的，這意味著在用數字變焦拍攝的時候，畫面中的一些資訊會被丟失。為了保留放大後圖像的細節，演算法會增加畫素，但這個過程並不完美，這也是為什麼數字變焦後的影象經常會顯得模糊不清。

當你需要更好地構圖而又無法實際靠近時，使用數字變焦是不錯的選擇，但需要注意的是，影象質量會隨著放大倍數的增加而變差。數字變焦主要依靠的是軟體演算法。

混合變焦是智慧手機中一個較新的概念。它利用光學變焦、數字變焦和軟體優勢，在放大到比鏡頭支援的變焦距離更遠的時候，可以獲得更好的效果。

目前大多數具有光學變焦的智慧手機擁有3倍或5倍的光學變焦鏡頭，當突破額定的變焦範圍時，影象質量就會下降，這時就需要混合變焦來拯救。

雖然每個廠商使用的演算法和技術不同，但一般原理是通用的。混合變焦使用軟體增強和計算，以從多張照片中合成一張最好的圖片。這與夜間模式和HDR類似，但重點在細節，而不是曝光。

廠商可以利用手機不同的感測器和焦距來同時抓取多個攝像頭的細節。然後，所有這些資訊都可以智慧改善數字放大後的圖片。所以混合變焦要弱於光學變焦，但比數字變焦要強大，可以保留並呈現更多的細節。