Oko jest kulistą, pustą strukturą złożoną z trzech warstw tkanki. Warstwa zewnętrzna — tunika włóknista, składa się z twardówki — białej struktury — i rogówki, która jest przezroczysta. Twardówka obejmuje część powierzchni oka, z których większość nie jest widoczna. Jednak “białko oka” jest wyraźnie widoczne u ludzi w porównaniu z innymi gatunkami. Rogówka, przezroczysta powłoka z przodu oka, umożliwia przenikanie światła. Środkowa warstwa oka, tunika naczyniowa, składa się głównie z naczyniówki, ciała rzęskowego i tęczówki. Naczyniówka jest silnie unaczynioną tkanką łączną dostarczającą krew do gałki ocznej, znajdującą się za ciałem rzęskowym. Ciało rzęskowe, jednostka mięśniowa, jest połączone z soczewką włóknami zonulowymi lub więzadłami wieszadłowymi. Pomagają one w krzywiźnie soczewki, ułatwiając skupienie światła na tylnej części oka. Tęczówka, kolorowa część oka, nakłada się na ciało rzęskowe i jest widoczna z przodu oka. Tęczówka, mięsień okrężny, rozszerza lub zwęża źrenicę, centralny otwór oka, który umożliwia wejście światła. Tęczówka zwęża źrenicę w jasnym świetle, co rozszerza źrenicę w słabym świetle. Najbardziej wewnętrzna warstwa, tunika neuronowa lub siatkówka, mieści tkankę nerwową w percepcji świetlnej.

Oko można podzielić na dwie odrębne sekcje: przednią jamę i tylną jamę. Przednia jama między rogówką a soczewką – obejmująca tęczówkę i ciało rzęskowe – jest wypełniona lekką cieczą znaną jako ciecz wodnista. Z drugiej strony tylna jama rozszerza się od obszaru za soczewką do tylnej części wewnętrznej gałki ocznej, gdzie znajduje się siatkówka. Ta jama jest wypełniona gęstszym płynem zwanym ciałem szklistym.

Siatkówka jest złożoną strukturą złożoną z wielu warstw z odrębnymi komórkami przeznaczonymi do wstępnego przetwarzania sygnałów wzrokowych. Fotoreceptory, czyli pręciki i czopki, reagują na energię świetlną, zmieniając swój potencjał błonowy. Ta zmiana wpływa na ilość neuroprzekaźników, które fotoreceptory wysyłają do komórek dwubiegunowych w zewnętrznej warstwie synaptycznej. W siatkówce jest to komórka dwubiegunowa, która łączy fotoreceptor z komórką zwojową siatkówki (RGC) znajdującą się w wewnętrznej warstwie synaptycznej. Komórki amakrynowe pomagają w przetwarzaniu w siatkówce, zanim RGC wygeneruje potencjał czynnościowy. Umieszczone w najgłębszej warstwie siatkówki aksony RGC gromadzą się na tarczy nerwu wzrokowego i wychodzą z oka, tworząc nerw wzrokowy. Ponieważ aksony te przechodzą przez siatkówkę, brakuje fotoreceptorów z tyłu oka, gdzie znajduje się początek nerwu wzrokowego. Powoduje to “martwy punkt” w siatkówce i równoważny martwy punkt w naszym polu widzenia.

Skomplikowana struktura siatkówki składa się z wielu warstw wypełnionych różnymi komórkami, z których wszystkie odgrywają kluczową rolę we wstępnej interpretacji wskazówek wizualnych. Fotoreceptory, w szczególności pręciki i czopki, są wrażliwe na energię świetlną, a ta wrażliwość powoduje zmianę ich potencjału błonowego. To przesunięcie następnie określa ilość neuroprzekaźnika uwalnianego do komórek dwubiegunowych w zewnętrznej warstwie synaptycznej. Komórka dwubiegunowa jest pośrednikiem między fotoreceptorem a komórką zwojową siatkówki (RGC) w wewnętrznej warstwie synaptycznej siatkówki. Przetwarzanie w siatkówce jest wspomagane przez komórki amakrynowe, zanim RGC wygeneruje potencjał czynnościowy. Aksony RGC, zagnieżdżone w najbardziej wewnętrznej warstwie siatkówki, zbiegają się na tarczy nerwu wzrokowego, wychodząc z oka jako nerw wzrokowy. Ze względu na przebieg, jaki te aksony przechodzą przez siatkówkę, tylna część oka, skąd pochodzi nerw wzrokowy, jest pozbawiona fotoreceptorów. Powoduje to powstanie “martwego punktu” w siatkówce, odbijającego identyczny martwy punkt w naszym polu widzenia.

Ważne jest, aby pamiętać, że fotoreceptory (pręciki i czopki) w siatkówce znajdują się za aksonami, RGC, komórkami dwubiegunowymi i naczyniami krwionośnymi siatkówki. Struktury te pochłaniają znaczną ilość światła, zanim dotrze ono do komórek fotoreceptorowych. Jednak dołek centralny znajduje się w centrum siatkówki – niewielkim obszarze pozbawionym komórek nośnych i naczyń krwionośnych, w którym znajdują się tylko fotoreceptory. W związku z tym ostrość wzroku – jasność widzenia – jest optymalna w dołku centralnym ze względu na minimalną absorpcję wpadającego światła przez inne struktury siatkówki. W miarę oddalania się od centrum dołka w dowolnym kierunku zauważalny jest spadek ostrości wzroku. Każda z komórek fotoreceptorowych dołka centralnego jest połączona z pojedynczym RGC. Wynika z tego, że RGC nie musi łączyć danych wejściowych z wielu fotoreceptorów, co zwiększa precyzję transdukcji wzrokowej.

I odwrotnie, na obrzeżach siatkówki kilka fotoreceptorów zbiega się na RGC (poprzez komórki dwubiegunowe) w proporcjach nawet 50 do 1. Rozbieżność w ostrości wzroku między dołkiem centralnym a siatkówką obwodową jest wyraźnie widoczna – skup się na słowie umieszczonym w środku tego akapitu bez poruszania oczami, a słowa na początku lub na końcu wydają się rozmyte i nieostre. Siatkówka obwodowa jest odpowiedzialna za tworzenie obrazów w peryferyjnym polu widzenia; Jednak obrazy te często mają niewyraźne, rozmyte krawędzie, a słowa muszą być wyraźniej dostrzegalne. Tak więc znaczna część funkcji neuronalnych oczu koncentruje się na poruszaniu oczami i głową, aby zapewnić, że ważne bodźce wzrokowe są skoncentrowane na dołku centralnym.

Fotoreceptory, komórki odpowiedzialne za wychwytywanie światła w oku, składają się z dwóch odrębnych elementów: segmentu wewnętrznego i zewnętrznego. W pierwszym z nich znajduje się jądro i różne inne organelle komórkowe, podczas gdy w drugim znajduje się niszowy obszar umożliwiający fotoodbiór. Istnieją dwa odrębne typy fotoreceptorów – pręciki i czopki – charakteryzujące się morfologią ich zewnętrznych segmentów. Pręciki – nazwane tak ze względu na ich pręcikowate segmenty – zawierają błoniaste dyski wypełnione światłoczułym pigmentem rodopsyną. Z drugiej strony fotoreceptory czopków utrzymują wrażliwe na światło pigmenty we wgłębieniach błony komórkowej, a ich zewnętrzne segmenty przybierają stożkowaty kształt. Fotoreceptory czopkowe posiadają trzy fotopigmenty, a mianowicie opsyny, z których każdy reaguje na określoną długość fali świetlnej. Kolor światła widzialnego zależy od jego długości fali, a fotopigmenty w ludzkim oku są biegłe w rozróżnianiu trzech podstawowych kolorów: czerwonego, zielonego i niebieskiego.