A visão é o resultado da luz a ser detectada e transduzida em sinais neurais pela retina do olho. Essas informações são então mais analisadas e interpretadas pelo cérebro. Primeiro, a luz entra pela frente do olho e é focada pela córnea e lente na retina—uma fina folha de tecido neural que reveste a parte de trás do olho. Devido à refração através da lente convexa do olho, as imagens são projetadas sobre a retina de cabeça para baixo e invertidas.

A luz é absorvida pelas células fotorreceptoras em bastonetes e cones na parte de trás da retina, causando uma diminuição na sua taxa de libertação de neurotransmissores. Além de detectar fotões de luz, as informações de cor também são codificadas aqui, uma vez que diferentes tipos de cones respondem ao máximo a diferentes comprimentos de onda de luz.

Os fotorreceptores enviam então informações visuais para células bipolares perto do centro da retina, que de seguida projectam para células ganglionares na frente da retina. Células horizontais e amácrinas mediam interações laterais entre esses tipos de células, integrando informações de múltiplos fotorreceptores. Essa integração auxilia no processamento inicial de informações visuais, como detectar recursos simples, como cantos.

Juntamente com as células da glia, os axónios das células ganglionares da retina compõem o nervo óptico, que transmite informações visuais para o cérebro. O nervo óptico cruza parcialmente na base do cérebro. Assim, cada lado do cérebro recebe sinais de ambos os olhos, permitindo a percepção de profundidade.

A maioria das fibras nervosas ópticas sinapsam no núcleo geniculado lateral no tálamo do cérebro, onde diferentes características, como cor e movimento, são processadas em paralelo. O tálamo envia então informações para o córtex visual primário (V1) na parte de trás do cérebro. As células em V1 respondem a características visuais mais complexas, como orientações específicas e direções de movimento. O V1 contém um mapa bem definido do campo visual, com uma área relativamente grande dedicada ao processamento de informações da fóvea da retina—uma região central que tem a maior densidade de fotorreceptores.

Informações visuais são enviadas de V1 para áreas adjacentes do córtex cerebral para processamento a nível ainda mais elevado, como identificar um objeto ou rosto e determinar a localização espacial de estímulos visuais.