視覺是一個生理學詞彙。光作用於視覺器官，使其感受細胞興奮，其資訊經視覺神經系統加工後便產生視覺（vision）。通過視覺，人和動物感知外界物體的大小、明暗、顏色、動靜，獲得對機體生存具有重要意義的各種資訊，至少有80%以上的外界資訊經視覺獲得，視覺是人和動物最重要的感覺。
指物體的影像刺激視網膜所產生的感覺。
胡適《答藍志先書》：“其實‘拼音文字’是雙方的，拼的音是‘聽覺的’，拼成的文字是‘視覺的’。”瞿秋白《<餓鄉紀程>緒言》：“這個陰影呵！他總在我眼前晃著－－似乎要引起我的視覺。”
視覺是通過視覺系統的外周感覺器官（眼）接受外界環境中一定波長範圍內的電磁波刺激，經中樞有關部分進行編碼加工和分析後獲得的主觀感覺。
人的眼可分為感光細胞（視杆細胞和視錐細胞）的視網膜和折光（角膜，房水，晶狀體和玻璃體）系統兩部分。其適宜刺激是波長為370-740奈米的電磁波，即可見光部分，約150種顏色。該部分的光通過折光系統在視網膜上成像，經視神經傳入到大腦視覺中樞，就可以分辨所看到的物體的色澤和分辨其亮度。因而可以看清視覺範圍內的發光或反光物體的輪廓，形狀，大小，顏色，遠近和表面細節等情況。
值得注意的是，相關的視覺欺騙試驗提示，人所看到的內容，和其本身想看到的內容有關。
形成過程
光線→角膜→瞳孔→晶狀體（折射光線）→玻璃體（支撐、固定眼球）→視網膜（形成物像）→視神經（傳導視覺資訊）→大腦視覺中樞（形成視覺）
進化
在進化過程中光感受器的形成，對於動物精確定向具有重要意義。最簡單的感光器官是單細胞原生動物眼蟲的眼點，使眼蟲可以定向地作趨光運動。渦鞭毛蟲眼點的結構更為完善，藉助這種眼點對光的感受可以捕食。多細胞動物的感光器官逐漸複雜多樣。如水母的視網膜只是一種由色素構成的板狀結構，這種結構可給動物提供光線強弱和方向的資訊。隨著動物的進化，出現了杯狀或是囊狀光感受器並具有晶狀體，可使光線聚焦。環節動物、軟體動物以及節肢動物常有鈕釦狀的眼或是凸出的視網膜。這類光感受器由許多叫做個眼的結構排列在體表隆起之上構成，仍位於小囊之內。小眼中的光感受細胞為色素所包圍，光線只能由一個方向進入小眼，故而能感受光的方向。這種視覺器宮在進化過程中，在不同種類的動物表現為特定的型式，如昆蟲的複眼。脊椎動物的視覺系統通常包括視網膜，相關的神經通路和神經中樞，以及為實現其功能所必須的各種附屬系統。這些附屬系統主要包括：眼外肌，可使眼球在各方向上運動；眼的屈光系統（角膜、晶體等），保證外界物體在視網膜上形成清晰的影象。
分類
光感受器按其形狀可分為兩大類，即視杆細胞和視錐細胞。夜間活動的動物（如鼠）視網膜的光感受器以視杆細胞為主，而晝間活動的動物（如雞、松鼠等）則以視錐細胞為主。但大多數脊椎動物（包括人）則兩者兼而有之。視杆細胞在光線較暗時活動，有較高的光敏度，但不能作精細的空間分辨，且不參與色覺。在較明亮的環境中以視錐細胞為主，它能提供色覺以及精細視覺。這是視覺二元理論的核心。在人的視網膜中，視錐細胞約有600～800萬個，視杆細胞總數達1億以上。它們似以鑲嵌的形式分佈在視網膜中；其分佈是不均勻的，在視網膜黃斑部位的中央凹區，幾乎只有視錐細胞。這一區域有很高的空間分辨能力（視銳度，也叫視力）。它還有良好的色覺，對於視覺最為重要。中央凹以外區域，兩種細胞兼有，離中央凹越遠視杆細胞越多，視錐細胞則越少。在視神經離開視網膜的部位（乳頭），由於沒有任何光感受器，便形成盲點。由兩種光感受器的視覺生理特性及分佈特點可知，觀察顏色主要利用眼球視網膜的中央區，也就是視場要小一些。因為當視場過大眼球側視時，先是紅、綠感覺消失，只能看到黃藍色；再往外側視，黃藍色感覺也會消失成為全色盲區，這時對顏色的判斷會發生錯誤。
基本結構
構造：視杆細胞和視錐細胞均分化為內段和外段，兩者間由纖細的纖毛相連。內段，包含細胞核眾多的線粒體及其他細胞器，與光感受器的終末相連續；外段，則與視網膜的第2級神經細胞形成突觸聯絡。外段包含一群堆積著的小盤，這些小盤由細胞膜內褶而成。視杆細胞多數小盤已與細胞膜相分離，而視錐細胞小盤仍與細胞膜相連。在正常情況下，外段頂端的小盤不斷脫落，而與內段相近的基部的小盤則不斷向頂部遷移。但在視網膜色素變性等病理情況下，這種小盤的更新會發生障礙。
視色素：在外段小盤上排列著對光敏感的色素分子，這種色素通稱視色素，它在光照射下發生的一系列光化學變化是整個視覺過程的起始點。
視杆細胞的視色素：視杆細胞的視色素叫做視紫紅質，它具有一定的光譜吸收特性，在暗中呈粉紅色，每個視杆細胞外段包含109個視紫紅質分子，視紫紅質是一種色蛋白，由兩部分組成。其一是視蛋白，有348個氨基酸，分子量約為38 000；另一部分為生色基團——視黃醛，是維生素A的醛類，因為存在若干碳的雙鍵，它具有幾種不同的空間構型。在暗處呈扭曲形的11-型異構體，但受光照後即轉變為直線形的全-反型異構體。後者不再能和視蛋白相結合，經過一系列不穩定的中間產物後，視黃醛與視蛋白相分離。在這一過程中，視色素分子失去其顏色（漂白）。暗處它在酶的作用下，視黃醛又變為11-順型，並重新與視蛋白相結合（復生），完成視覺迴圈。在強光照射後，視紫紅質大部分被漂白，其重新合成需要約1小時。隨著視紫紅質的復生，視網膜的對光敏感度逐漸恢復，這是暗適應的光化學基礎。當動物缺乏維生素A時,視覺迴圈受阻，會導致夜盲。
視錐細胞的視色素 視錐細胞的視色素的結構與視紫紅質相似，所不同者為視蛋白的型別；其分解和復生過程也相似。在具有色覺的動物，有3種視錐細胞，分別包含光譜吸收峰在光譜紅、綠、藍區的視色素，這種不同的光譜敏感性由其視蛋白的特異性所決定。
經過視網膜神經網路處理的資訊，由神經節細胞的軸突——視神經纖維向中樞傳遞。在視交叉的部位，100萬條視神經纖維約有一半投射至同側的丘腦外側膝狀體，另一半交叉到對側，大部分投射至外側膝狀體，一小部分投射至上丘。在上丘，視覺資訊與軀體感覺資訊和聽覺資訊相綜合，使感覺反應與耳、眼、頭的相關運動協調起來。外側膝狀體的神經細胞的突起組成視輻射線投射到初級視皮層（布羅德曼氏17區，或皮層紋區），進而再向更高階的視中樞（紋狀旁區，或布羅德曼氏 18、19區等）投射。從初級視皮層又有纖維返回上丘和外側膝狀體，這種反饋通路的功能意義還不清楚。
由於視神經的交叉，左側的外側膝狀體和皮層與兩個左半側的視網膜相連，因此與視野的右半有關；右側的外側膝狀體和右側皮層的情況恰相反。一側的外側膝狀體和皮層都接受來自雙眼的資訊輸入，每側均與視覺世界的對側一半有關。在視通路不同部位發生損傷時，就會出現相應的視野缺損，這在臨床診斷中具有重要意義。
視覺資訊在視覺中樞通路的各水平上經受進一步的處理。外側膝狀體只是視覺資訊傳遞的中繼站，其細胞感受野保持著同心圓式的對稱中心-周邊頡頏構型。但到初級視皮層，除很少部分細胞仍然保持圓形感受野外，大部細胞表現出特殊的反應形式，它們不再對光點的照射呈良好反應，而是需要某種特殊的有效刺激。
初級視皮層中按其對刺激特異性的要求，可分為簡單細胞和複雜細胞。簡單細胞對在視野中一定部位的線段，光帶或某種線形的邊緣有反應。特別是它們要求線段等都有特定的朝向，具有這一朝向（該細胞的最佳朝向）的刺激使細胞呈現最佳反應（脈衝頻率最高）。最佳朝向隨細胞而異，通常限定得相當嚴格，以致順時針或逆時針地改變刺激朝向10°或20°可使細胞反應顯著減少乃至消失。因此，簡單細胞所反映的已不再是單個孤立的．光點，而是某種特殊排列的點群，這顯然是一種重要的特徵資訊抽提。複雜細胞具有簡單細胞所具有的基本反應特性，但其主要特徵是它們對線段在視野中的確切位置的要求並不很嚴，只要線段落在這些細胞的感受野中，又具有特定的朝向，位置即使稍許位移，反應的改變並不明顯。複雜細胞的另一個特徵是，來自雙眼的資訊開始匯聚起來。不象外側膝狀體的細胞和簡單細胞那樣，只對一側眼的刺激有反應，而是對兩眼的刺激都有反應，但反應量通常是不等的，總是一隻眼佔優勢，即對該眼的刺激可引起細胞發放更高頻率的脈衝。這表明複雜細胞已開始對雙眼的資訊進行了初步的綜合的處理。
具有相同最佳朝向或相似眼優勢的細胞，在初級視皮層是聚整合群的，它們組成一個個自皮層表面延伸至深部的小柱形結構。在相鄰的小柱之間，細胞的最佳朝向發生有規則的移動，眼優勢也發生變化，常從左眼優勢變為右眼優勢，或相反。這種1毫米見方，2毫米深的小塊是初級視皮層的基本組成部件，整個17區主要由這一類基本單位所構成。因此對17區功能的瞭解，在相當程度上歸結為對每一小柱內部的功能構成的研究。這種精細的週期性分割槽的特徵，在大腦皮層中有一定的普遍性，軀體感覺中樞和聽覺中樞均有類似的情況。
初級視皮層在相當長一段時間內，被認為是視覺通路的終點，就其對所處理的資訊的抽象化程度來判斷，它可能只是一個早期階段，其他更高階的視皮層對視覺資訊進行著進一步的精細加工。例如在18區，存在著超複雜細胞，對刺激有更特異的要求，只有具有端點的線段或拐角才能引起細胞的最佳反應。超複雜細胞進而又可分成若干亞類。
依據這些結果，有人提出了視覺資訊處理的等級假說。他們認為，從神經節細胞和外側膝狀體同心圓式的感受野到簡單、複雜、超複雜細胞對刺激的特殊要求反映了視資訊處理的不同水平，在每一水平，細胞所“看”到的要比更低的水平更多一些，越是高階的細胞具有越高的資訊抽提能力。這種等級假說得到不少實驗的支援。一般認為，除了這種等級性資訊處理外，還存在著平行的資訊處理過程，即從視網膜向中樞有若干並列的資訊傳遞通路，這些通路有不同的目的地。擔負著不同的資訊處理功能。因此單一細胞本身並不代表完整的感覺，視覺中樞不同區域細胞活動的綜合，才反映對一種複雜影象的辨認，而每個區域細胞只是抽提某種特殊的資訊：形狀、顏色、運動等。
其他視覺資訊（如顏色、深度等）在視覺中樞的處理過程，至今仍然所知甚少。在視皮層中已發現了對某種顏色或某一個深度有特異反應的細胞。但資料仍然是零碎的，為了透徹地認識視覺的機制還需要進行更為深入的研究。
人眼能看清物體是由於物體所發出的光線經過眼內折光系統（包括角膜、房水、晶狀體、玻璃體）發生折射，成像於視網膜上，視網膜上的感光細胞——視錐細胞和視杆細胞能將光刺激所包含的視覺資訊轉變成神經資訊，經視神經傳入至大腦視覺中樞而產生視覺。因此視覺生理可分為物體在視網膜上成像的過程，及視網膜感光細胞如何將物像轉變為神經衝動的過程。
