Τα νεύρα των ματιών είναι όλα τα κύτταρα του αμφιβληστροειδούς, του οπτικού, του οφθαλμοκινητικού, του τροχαλικού και του νευρικού νεύρου. Αυτά είναι επίσης γνωστά ως κρανιακά νεύρα II, III, IV και VI. Υπάρχουν πολλά είδη εξειδικευμένων νευρώνων στον αμφιβληστροειδή, συμπεριλαμβανομένων των φωτοϋποδοχέων και των γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδούς. Μαζί με το οπτικό νεύρο, αυτά αποτελούν τη βάση της όρασης. Τα άλλα τρία νεύρα των ματιών ελέγχουν τους μυς που κινούν το βολβό του ματιού.
Ο αμφιβληστροειδής είναι μια ευαίσθητη στο φως προέκταση του κεντρικού νευρικού συστήματος, πάνω στην οποία προβάλλεται φως από τον φακό του ματιού. Τα φωτοϋποδοχικά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς, οι ράβδοι και οι κώνοι, είναι ειδικά προσαρμοσμένα νεύρα που αλλάζουν χημικά όταν το φως τα χτυπά. Τα κύτταρα ράβδου ανταποκρίνονται στις διαφορές στη φωτεινότητα και είναι πιο ενεργά στο σκοτάδι, ενώ τα κωνικά κύτταρα είναι ευαίσθητα στις χρωματικές πληροφορίες, τις οποίες προέρχονται από τα μήκη κύματος του φωτός. Άλλοι νευρώνες στον αμφιβληστροειδή κωδικοποιούν αυτές τις αλλαγές σε πληροφορίες που μεταδίδονται ηλεκτρικά από τα γαγγλιακά κύτταρα στο πίσω μέρος του αμφιβληστροειδούς. Αυτοί οι νευρώνες γίνονται οπτικό νεύρο αφού φύγουν από το μάτι.
Τα νεύρα των ματιών αναπτύσσονται από διαφορετικούς ιστούς κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης. Το οπτικό νεύρο προέρχεται από το ίδιο μέρος του εμβρύου με το μεγαλύτερο μέρος του εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένου του πρόσθιου εγκεφάλου και του θαλάμου. Για το λόγο αυτό, ταξινομείται ως μέρος του κεντρικού νευρικού συστήματος. Τα γαγγλιακά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς και το οπτικό νεύρο κάνουν περισσότερα από τη μετάδοση πληροφοριών: τα ταξινομούν ενεργά. Όπως και οι νευρώνες μέσα στον εγκέφαλο, εμπλέκονται και επεξεργάζονται δεδομένα, σε αυτή την περίπτωση κατηγοριοποιώντας τα χρωματικά σήματα που προέρχονται από τα κωνικά κύτταρα, χωρίζοντάς τα σε διάφορες ομάδες, που ονομάζονται κανάλια αντίθεσης χρώματος.
Οι περίπου 1 εκατομμύριο νευρώνες του οπτικού νεύρου τρέχουν από τον εγκέφαλο στα γαγγλιακά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς. Οι μισές νευρικές ίνες από κάθε αμφιβληστροειδή περνούν στην άλλη πλευρά του οπτικού χιασμού, ο οποίος βρίσκεται κοντά στην υπόφυση κατά μήκος της διαδρομής προς τον εγκέφαλο. Από εδώ οι ίνες ονομάζονται οπτική οδός και περνούν από τον θάλαμο πριν φτάσουν στον οπτικό φλοιό του βρεγματικού λοβού, όπου επεξεργάζονται τις πληροφορίες φωτός από τον αμφιβληστροειδή. Τα νεύρα των ματιών τερματίζουν στους διάφορους οπτικούς φλοιούς.
Η κίνηση των ματιών ελέγχεται από τα κρανιακά νεύρα III, IV και VI. Το πρώτο από αυτά, το οφθαλμοκινητικό νεύρο, ελέγχει το βλέφαρο, τη στένωση της κόρης και μεγάλο μέρος του εύρους κίνησης του ματιού. Το τροχιακό νεύρο είναι μικρότερο και ελέγχει μόνο έναν μυ του οφθαλμού, τον ανώτερο πλάγιο, ο οποίος επιτρέπει την κύλιση και τη διασταύρωση των ματιών. Είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στο τραύμα του κρανίου λόγω της μακράς πορείας του μέσω του εγκεφάλου και της ευθραυστότητας. Το νεύρο που αφαιρεί ελέγχει μόνο τον ομόπλευρο πλάγιο ορθό μυ, ο οποίος στρέφει το βολβό του ματιού απευθείας στο πλάι.