手机拍照对焦，本质上是让镜头到传感器的距离发生变化，使被拍物体的影像正好落在传感器上。如果距离不对，画面就会模糊。手机镜头很小，不能像单反镜头那样大幅伸缩，所以手机通常用音圈马达推动镜头组做微小移动。音圈马达靠电磁力驱动，通电后线圈在磁场中受力，带动镜头前后移动。这个移动范围只有零点几毫米，但足以完成对焦。有些手机还用记忆合金马达，靠温度变化产生形变来推动镜头。
手机用的是反差对焦和相位对焦两种方式。反差对焦靠对比度判断，它让镜头前后移动，比较画面中某区域的对比度，对比度最高时就是合焦位置。这种方式在光线好时很准，但速度慢，因为要来回试探。相位对焦靠特殊像素检测光线角度，直接算出镜头该往哪个方向移动多少，速度快很多，但在弱光下容易失灵。现代手机通常两种方式结合使用，先用相位对焦快速定位，再用反差对焦精细校准。
手机屏幕上点一下，就会出现一个对焦框，这是告诉系统把哪个区域当作对焦目标。系统会优先保证这个区域的清晰度。如果拍的是运动物体，手机还会启动追焦，持续调整镜头位置，让物体保持清晰。追焦靠的是连续对焦算法，它会分析画面中物体的位置变化，预测它下一步会到哪里，提前把焦点移过去。有些手机还能识别人脸和眼睛，优先对人眼对焦。人眼对焦需要识别瞳孔位置，算法会区分真眼和照片上的眼。
对焦也会受环境影响。光线太暗时，反差对焦找不到足够对比度，相位对焦也容易出错，手机就会打开对焦辅助灯，用红光或白光照亮被摄物体。如果被摄物体前面有玻璃，玻璃上的反光可能干扰对焦，手机可能把焦点对在玻璃上而不是后面的物体。这时候可以手动点击玻璃后面的物体，或者切换到手动对焦模式，自己拖动对焦滑块。手动对焦时，屏幕会放大对焦区域，方便看清是否合焦。
