Les humains obtiennent la majorité des informations sensorielles du système visuel; la lumière qui frappe les yeux est convertie en impulsions électriques qui sont ensuite interprétées par le cerveau. Le système visuel comprend les yeux, le nerf optique et le lobe occipital du cerveau. Les yeux sont les plus sensibles de tous les organes sensoriels, capables de s’adapter rapidement aux changements de lumière et capables de détecter jusqu’à 10 millions de couleurs. La capacité de suivre les mouvements des objets et de prédire leur trajectoire future est une autre capacité de la vision humaine. La plupart des animaux manquent de vision du mouvement car leurs rétines ne créent pas d’images rémanentes.
Les principaux composants fonctionnels de l’œil sont l’iris, le cristallin et la rétine. L’œil a une couverture dure de matériau transparent appelé la cornée. Lorsque la lumière traverse la cornée et la pupille, la taille de la pupille change avec la quantité de lumière disponible. La partie colorée de l’œil, l’iris, permet à la pupille de se dilater dans des conditions de faible luminosité et de se contracter dans des conditions lumineuses. Les images frappent l’objectif, situé juste derrière la pupille.
Lorsque les particules de lumière traversent le cristallin, le cristallin les focalise sur la rétine. La forme convexe de la lentille renverse l’image lorsqu’elle frappe la rétine. La rétine humaine contient des millions de photorécepteurs qui utilisent des protéines spécialisées pour convertir l’image en impulsions électriques, qui sont ensuite traitées par le cerveau. Deux principaux types de photorécepteurs peuvent être trouvés dans la rétine : les bâtonnets et les cônes. Les bâtonnets fournissent des informations sur la taille et la forme des objets, et les cônes captent la lumière rouge, verte ou bleue et fournissent des informations sur la couleur et les détails fins.
Les humains ont une vision binoculaire en raison de l’emplacement de leurs yeux. Chaque œil capte la même image légèrement décalée par rapport à l’autre. Chaque œil a un nerf optique qui traverse le côté opposé du cerveau et se connecte au lobe occipital.
Lorsque l’image se déplace vers le cerveau, le lobe occipital forme une version tridimensionnelle de l’image. La perception de la profondeur souffre en l’absence d’un œil. Le système visuel s’appuie sur la lentille pour avoir une mise au point correcte. La myopie ou l’hypermétropie se produit autrement.
D’autres problèmes avec le système visuel comprennent les cataractes ou l’astigmatisme. Les cataractes sont des pellicules minces qui se forment sur la cornée et empêchent la lumière de pénétrer dans l’œil. L’astigmatisme est une condition dans laquelle la cornée est trop courbée pour réfracter la lumière sur la rétine. Les lunettes et les lentilles de contact modifient la forme effective de l’œil, permettant à la lumière de se concentrer correctement sur la rétine.