Les rayons lumineux traversent une série de milieux transparents avant d'atteindre la rétine. À ce niveau, ils provoquent des réactions chimiques donnant naissance à des courants électriques, qui cheminent le long des cellules nerveuses jusqu'au cerveau.
Chaque œil est une sphère contenant des substances liquides et dont la paroi est formée de trois membranes, qui sont, de l'extérieur vers l'intérieur:
la sclérotique, épaisse et protectrice, blanche; elle se continue en avant par la cornée, transparente, en forme de hublot;
l' uvée, qui comprend, d'arrière en avant: la choroïde, riche en vaisseaux, nourricière; le corps ciliaire, petit renflement; l' iris, coloré, situé en arrière de la cornée et percé d'un orifice dont le diamètre varie en fonction de la quantité de lumière reçue, la pupille;
la rétine, qui tapisse tout l'intérieur de l'œil mais ne sert à la vision que dans sa partie postérieure.
D'avant en arrière, on trouve:
la cornée;
l' humeur aqueuse, liquide remplissant les chambres antérieure (devant l'iris) et postérieure (derrière l'iris);
le cristallin, en forme de lentille biconvexe, attaché au corps ciliaire par le ligament suspenseur (ou zonula) périphérique;
le corps vitré, séparé de l'humeur aqueuse par le cristallin et qui est un liquide visqueux occupant la plus grande partie du globe oculaire.
Quand on fixe un objet proche, il se produit une accommodation: le cristallin augmente sa courbure, donc son pouvoir de réfraction (les rayons lumineux convergent davantage); l'image se forme sur la rétine et devient nette.
La rétine est formée de plusieurs couches concentriques. Les rayons lumineux traversent les couches internes (du côté de l'intérieur de l'œil) sans provoquer aucun effet puis arrivent au niveau des cellules sensorielles, les photorécepteurs, qu'ils excitent; ils sont enfin absorbés par la couche la plus externe, l' épithélium pigmentaire, ce qui évite un éblouissement permanent.
Les photorécepteurs transforment la stimulation lumineuse en un courant électrique, le potentiel d'action. Celui-ci chemine le long de neurones spécialisés dans l'épaisseur de la rétine, en sens inverse des rayons lumineux. Les axones des derniers neurones atteignent la surface de la rétine et convergent vers un petit disque, la papille, début du nerf optique; la papille n'ayant pas de récepteurs, son emplacement forme une petite zone normalement aveugle dans le champ visuel ( tache aveugle).
Il en existe deux grandes variétés :
Les bâtonnets permettent une vision en noir et blanc, peu précise, dans l'ensemble du champ visuel, restant efficace en cas de faible éclairement.
Les cônes sont présents surtout dans une petite zone, la macula, juste en face de la pupille; ils ne reçoivent donc les rayons lumineux que dans la petite zone du champ visuel correspondant.De plus, ils ne sont efficaces qu'avec un bon éclairement. Ils sont responsables de la vision des détails, de l'acuité visuelle ainsi que de la vision des couleurs. En effet, il existe trois variétés de cônes, chacune étant responsable de la vision d'une gamme de couleurs: rouge-jaune, vert, bleu-violet.
Dans les photorécepteurs, ce sont des substances chimiques, les pigments visuels, qui sont sensibles à la lumière. Le pigment des bâtonnets est la rhodopsine (ou pourpre rétinien), substance qui comprend un dérivé de la vitamine A.
Les fibres du nerf optique se dirigent vers différents centres nerveux, par exemple ceux qui commandent la mobilité des yeux. Mais la plupart amènent les messages sur le cortex visuel, couche de substance grise qui recouvre chaque hémisphère cérébral dans sa région occipitale (postérieure). Le cerveau assure la prise de conscience de ce que l'on voit, la compréhension, la vision de la profondeur et du relief (par analyse de la petite différence entre l'image fournie par l'œil droit et celle fournie par l'œil gauche). Comme une partie des fibres de chaque nerf optique croise la ligne médiane, le cerveau droit voit la moitié gauche du champ visuel, et le cerveau gauche, la moitié droite.
Les glandes lacrymales, situées à la partie supérieure et externe de l'orbite, sécrètent en permanence les larmes. Celles-ci, après avoir entraîné les poussières et les microbes, sont recueillies à l'angle interne de l'œil par les voies lacrymales, qui les amènent dans la cavité nasale. Les paupières ont un rôle de protection: leur battement répartit les larmes, ce qui permet une bonne hydratation de la cornée. La conjonctive est une fine membrane transparente qui tapisse la sclérotique (blanc de l'œil). Les muscles oculomoteurs, permettent les mouvements des yeux.