از نظر برخی از کاربران، دوربین یکی از مهم‌ترین فاکتورهای انتخاب گوشی هوشمند است. وب‌سایت DxOMark، دوربین ۱۳ مگاپیکسلی نکسوس ۶ را زیر ذره‌بین گذاشته تا قدرت آن را در قیاس با سایر پرچمداران بازار بسنجد.
وب‌سایت DxOMark، دوربین انواع گجت‌ها از قبیل تبلت‌ها و تلفن‌‌های‌هوشمند را با استفاده از مجموعه‌‌ای از آزمایش‌ها، تست می‌کند. تصاویر و ویدئوها ثبت شده تحت شرایط مختلف جمع‌آوری شده و در پایان با توجه به فاکتورهای مورد نظر، دوربین هر گجت امتیازی را از صفر تا صد به خود اختصاص می‌دهد. نکسوس ۶ در آزمایش DxOMark امتیاز ۷۸ را از آن خود کرد.
نوکیا ۸۰۸ پیورویو، با کسب امتیاز ۷۷، پس از نکسوس ۶ قرار گرفته و رتبه‌ی بالاتر از آن به طور مشترک در اختیار ۳ گوشی‌هوشمند اکسپریا Z3 و Z2 سونی با سنسور ۲۰.۷ مگاپیکسلی و گلکسی S5 سامسونگ با در اختیار داشتن سنسور ایزوسل ۱۶ مگاپیکسل است. نکسوس ۶ در میان ده تلفن‌هوشمند از نظر رتبه‌بندی بهترین دوربین‌ها قرار گرفته است.
امتیاز ۷۸ برای نکسوس ۶، ماحصل ترکیب دو امتیاز کسب شده توسط این گوشی در دو حوزه‌ی سنجش قابلیت‌های ثبت ویدئو و عکس است. نکسوس ۶ در زمینه‌ی ثبت تصویر، امتیاز ۸۱ و در مورد ضبط ویدئو ۷۴ امتیاز گرفته است. از جمله‌ی مواردی که در مورد ثبت تصویر منجر به کاهش امتیاز از نکسوس ۶ شد، کندی فوکوس خودکار، وجود تناقض در زمینه‌ی شفافیت و هاله‌ای صورتی رنگ روی تصویر در هوای ابری است.
نکسوس ۶ در برخی زمینه‌ها اکسپوژر (نوردهی) و سطح کنتراست عملکرد بسیار خوبی دارد. البته با وجود سرعت پایین فوکوس خودکار، دوربین نکسوس ۶ از فوکوس پایداری بهره‌مند است. ثبت رنگ‌ها با دوربین نکسوس ۶ واقعی است و یکی از بهترین ویژگی‌های آن فلاش ال‌ای‌دی دوگانه‌ی حلقوی است که موتورولا در موتو ایکس نیز از آن بهره برده است.
DxOMark بزرگ‌ترین نقطه ضعف نکسوس ۶ را عدم حذف لرزش هنگام فیلمبرداری عنوان کرده است. همچنین زمان تغییر فوکوس، فرآیندی شبیه به پرش به وجود می‌آید. بنابراین برای ضبط ویدئو با استفاده از نکسوس ۶، به کاربران توصیه می‌شود که از سه پایه بهره ببرند. در صورتی نادیده گرفتن نقاط ضعف نکسوس 6، دوربین نسل جدید محصول گوگل قادر است در آزمایش‌های انجام شده امتیاز ۸۲ تا ۹۳ کسب کند.
