Сетчатка глаза состоит из нескольких слоев нервных клеток, заканчивающихся концевыми аппаратами — палочками и колбочками, которые являются рецепторами света. Палочки характеризуются высокой чувствительностью к свету слабой интенсивности и являются аппаратами сумеречного и ночного зрения. Колбочки являются аппаратами дневного зрения. В сетчатке глаза насчитывается 130 млн палочек, которые размещены главным образом по периферии сетчатки глаза, от них зависит состояние поля зрения. В сетчатке же имеется 7 млн колбочек, размещенных в центральной части сетчатой оболочки, преимущественно в области желтого пятна. От них зависит состояние центрального зрения и цветоразличение. Наиболее важное значение имеет центральная часть сетчатки — желтое пятно, имеющее углубление — центральную ямку. Желтое пятно лежит кнаружи от диска зрительного нерва. Центральная ямка состоит из одних колбочек. В желтом пятне за пределами центральной ямки размещаются палочки, количество которых увеличивается к периферии сетчатки. Место вхождения зрительного нерва (слепое пятно) лишено фоторецепторов.

Нервное возбуждение, возникающее в сетчатке глаза под влиянием световой энергии, передается в проводящие нейроны, длинные отростки которых выходят из глазного яблока и образуют зрительный нерв. Волокна зрительных нервов обоих глаз после частичного перекреста (хиазмы) выходят в виде отдельных нервных стволов, так называемого зрительного тракта. Зрительный тракт кончается в первичных зрительных центрах подкорки (наружном коленчатом теле, зрительном бугре и переднем четверохолмии). Из наружного коленчатого тела зрительные нервные пути идут к корковым зрительным центрам, расположенным в затылочной области. При световом воздействии подкорка оказывает влияние на общий тонус центральной нервной системы и эмоционально-волевую сферу человека. В подкорковых образованиях происходит частичное переключение импульсов со зрительных нервных путей на слуховые, двигательные и другие, что частично обеспечивает связь зрения с другими видами чувствительности. В своей функциональной деятельности глаз тесно связан с корой больших полушарий мозга и находится под постоянным ее воздействием. Благодаря этому обеспечиваются сложные процессы зрительно-пространственного анализа и синтеза. В коре через многочисленные разветвления нервных путей происходит переброска импульсов из слуховой, двигательной и других областей в затылочную (зрительную) область. Это позволяет осуществлять зрительно-пространственную ориентацию с участием других сенсорных функций.