Uma imagem é formada no olho humano quando a luz passa pela pupila, é refratada pelo cristalino e é absorvida pelas células pigmentares da retina, alterando os pigmentos e ativando os neurônios para disparar. O arranjo particular das células estimuladas é interpretado pelo cérebro em uma imagem separada para cada olho. Os dois olhos olham as imagens de ângulos ligeiramente diferentes, permitindo a percepção de profundidade.
O olho humano é um órgão complexo capaz de perceber detalhes relativamente grandes. Enquanto outros organismos têm uma visão melhor em condições de pouca luz ou em grandes distâncias, a combinação de percepção precisa de cores, percepção de profundidade e acuidade geral em distâncias curtas é muito forte em humanos. Os olhos são capazes de se adaptar a diferentes distâncias e níveis de luz.
Quando a luz passa pela lente, ela é invertida, de modo que a luz que atinge o topo da retina vem da parte inferior do campo de visão e a luz à esquerda da retina vem da parte direita do campo de visualizar. O cérebro reorienta automaticamente essas informações para seu local adequado. A retina tem dois tipos diferentes de sensores, bastonetes e cones, que são responsáveis pela visão na penumbra e pela visão das cores, respectivamente.