Ochiul uman funcționează prin trimiterea luminii printr-o serie de părți specializate către nervul optic direct către creier. Părțile de procesare a luminii includ corneea, pupila, cristalinul, retina și, în final, nervul optic însuși. Fiecare parte a ochiului are o sarcină specifică de a ajuta creierul să primească semnale pe care le poate transpune în intrări vizuale utilizabile. Mișcarea ochiului este controlată de o serie de mușchi care servesc la dirijarea ochiului. Dimensiunea pupilei determină cât de multă lumină intră în ochi.
Lumina intră mai întâi în ochiul uman printr-un strat transparent numit cornee. Corneea nu are alimentare cu sânge și primește oxigen direct din aer. Este modelat pentru a începe să refracte undele de lumină către restul ochiului. O cornee sănătoasă este puțin mai groasă pe margini decât în centru, dar dacă corneea este deformată din cauza bolii sau rănilor, lumina care intră în ochi este distorsionată.
Pupila este următorul pasaj pentru lumina vizibilă. Un reflex numit răspuns la lumina pupilară modifică dimensiunea pupilei în mod reflex, în funcție de cât de strălucitoare este lumina. Odată ce lumina trece prin cornee și pupilă, trece printr-un material transparent asemănător unui gel – umoarea apoasă – care refractă și mai mult undele de lumină pentru a ajunge la cristalin. Lentila cristalină este o structură flexibilă care se ajustează singură în funcție de distanța sau dimensiunea unei surse dorite de intrare vizuală. Aceasta este spre deosebire de cornee, care este fixată în mărirea sa.
Lentila devine mai groasă pentru a focaliza obiectele aflate la distanțe mai scurte. Se aplatizează pentru a se focaliza pe obiecte mai mari sau mai mici. Persoanele care sunt supuse unei operații de cataractă și primesc un cristalin artificial nu au acest avantaj. O imagine văzută prin lentilă este de fapt cu susul în jos și înapoi în acest moment, datorită naturii undelor de lumină. Creierul este capabil să perceapă corect această imagine răsturnată.
Lumina călătorește mai departe în ochiul uman de la cristalin la retină printr-o altă substanță limpede numită umoarea vitroasă. În această substanță are loc și mai multă refracție. Retina este în principal o colecție de vânzări nervoase, numite fotoreceptori, care sunt capabile să perceapă o anumită gamă de unde luminoase din spectrul electromagnetic.
Fotoreceptorii constau în principal din baghete și conuri. Tijele funcționează în lumină slabă și pot percepe alb-negru. Conurile percep culoarea și lucrează în lumină mai puternică. Retina are, de asemenea, fotoreceptori care ajută ochiul să reacționeze la lumina puternică. Acești fotoreceptori rari se numesc celule ganglionare fotosensibile.
După procesarea de către retină, lumina ajunge la nervul optic, care trimite apoi informația către creier. Creierul este capabil să interpreteze aceste combinații de unde luminoase, astfel încât conștiința umană să le poată înțelege. Mai exact, retina traduce lumina în semnale electrice și trimite semnalele până în spatele creierului. Ochiul uman servește ca o conductă pentru trecerea și conversia energiei luminoase, dar creierul este cel care face cu adevărat vederea.