Очне яблуко покрите щільною білковою оболонкою — склерою. На більшій частині ока вона біла, а на передній частині переходить у прозору рогівку. Помутніння рогівки призводить до сліпоти. Під рогівкою розташована судинна оболонка, що переходить спереду в райдужну оболонку (райдужку), у центрі якої є отвір — зіниця. Через цей отвір в око проникає світло. Райдужка містить пігмент, що визначає колір очей. Крім того, у ній є мікроскопічні м’язові волокна, що звужують зіницю, коли світло яскраве, й розширюють — коли слабке. Так зіниця регулює надходження світла в око. За зіницею розташований кришталик — прозора двоопукла лінза, кривизна якої змінюється завдяки розслабленню або скороченню особливого м’яза. Це дає нам змогу фокусувати зображення й чітко бачити предмети, що перебувають на різній відстані від очей.
Решта очного яблука заповнена драглистою рідиною – склоподібним тілом. У задній частині ока розташована сітківка, на яку попадає світло, що пройшло крізь зіницю, кришталик і склоподібне тіло. Сітківка представлена шаром світлочутливих клітин.
Промені світла, проходячи крізь рогівку та кришталик, заломлюються, і зображення на сітківці виходить переверненим. Таким чином, оптична система ока – рогівка, кришталик і склоподібне тіло – працює за принципом фотоапарата. Світлочутливі клітини сітківки є рецепторами зорового нерва, по якому сигнали надходять до головного мозку.
Сітківка складається з двох видів рецепторів — 150 млн паличок та 7 млн колбочок (названі за формою клітин). Палички дають чорно-біле зображення, працюють також у темряві. Колбочки, що здатні сприймати тільки денне світло, формують кольорове зображення. Деякі з них чутливі до синього кольору, другі до червоного, треті до жовтого. Сигнали, що надійшли через зорові нерви до головного мозку, переробляються в зоровому центрі кори великих півкуль. Там перевернуте зображення знову перевертається, і ми бачимо предмет у тому положенні, яке він має насправді. Головний мозок оцінює побачений предмет, порівнює його зі зразком, що зберігається в пам’яті, розпізнає його, і ми розуміємо, що побачили наші очі і як ми повинні реагувати на побачене. Зорові образи, що зберігаються у нашій пам’яті, ми можемо уявити навіть через багато років.
При деяких захворюваннях світлові промені, які пройшли через оптичну систему ока, фокусуються не на сітківці, а перед нею або за нею. Якщо форма очного яблука видовжена, а кривизна кришталика занадто велика, промені фокусуються перед сітківкою, і людина добре бачить тільки близькі предмети (короткозорість). Коли форма очного яблука вкорочена, а кришталик відносно плоский, промені фокусуються за сітківкою, і людина добре бачить далекі предмети (далекозорість). Обидва захворювання можуть бути як уродженими, так і набутими. Для корекції короткозорості використовують окуляри із двоввігнутими лінзами, а для корекції далекозорості – із двоопуклими.