Dans l'oeil, l'image observée passe d'abord par le cristallin. Celui-ci converge l'image sur la rétine afin qu'elle soit nette (voir schéma de gauche ci-dessus). La rétine est composée de plusieurs cellules sensorielles appelées neurones. Les photorécepteurs, neurones situés les plus en profondeur, sont les derniers stimulés par la lumière. On peut distinguer deux sortes de photorécepteurs: les cônes en vision diurne et les bâtonnets en vision nocturne (voir schéma de droite ci-dessus). Ces neurones convertissent l'énergie lumineuse en signaux électriques appelés potentiels d'action qui constituent le message nerveux. Ce dernier, de nature éléctrique, est transmis aux cellules ganglionnaires ou multipolaires, plus en surface, dont leurs axones (prolongements cytoplasmiques des neurones) forment les fibres du nerf optique (voir schéma ci-dessous). Le nerf optique achemine ensuite le message nerveux jusqu'au cortex visuel.