Když si lidé chtějí vysvětlit, jak vlastně vidíme, spojují si oko s představou výjimečného fotoaparátu. Abychom však plně porozuměli, jak může být okolní zevní svět zobrazen uvnitř nepatrné komůrky oka, musíme se vrátit k základním informacím.
Nejlépe je uvažovat o světle jako o transportním prostředku. Ať je z kteréhokoliv zdroje, naráží světlo do předmětů ve všech směrech, a tím poskytuje možnost tyto předměty vidět. Dále je důležité, že ačkoliv se světlo obvykle pohybuje v přímém směru, může dojít k zakřivení jeho dráhy, prochází-li skrz určité látky, například speciálně tvarované sklo čočky fotoaparátu nebo tkáňovou čočku v lidském oku. Kromě toho je možné stupeň zakřivení dráhy světla přesně kontrolovat změnou tvaru čočky. Dráha světla může být zakřivena dovnitř neboli světlo může být soustředěno, aby vytvořilo nepatrný, ale dokonalý obraz mnohem větších objektů.
Když paprsek světla dopadne do oka, první věc, se kterou se setká, je okrouhlé průhledné okno zvané rohovka, což je první ze 2 očních čoček. Rohovka je silná oční čočka s fixním ohniskem. Optická síla rohovky tvoří asi 2/3 úplné optické síly oka. Zatímco v centrální části je rohovka silná jen půl milimetru, v místě spojení s bělimou (sklérou) má tloušťku 1 milimetr.
Rohovka se skládá z 5 vrstev.
Na zevní straně je pět vrstev dlaždicových buněk zvaných epitelium, které odpovídají kůži těla.
Další vrstvou je elastická, vláknitá vrstva zvaná Bowmanova vrstva.
Další je pevná vrstva podpůrné vazivové tkáně – trámčiny (stroma), tvořená kolagenem. Tato stromální vrstva je nejtlustší částí rohovky. Trámčina pomáhá chránit rohovku před infekcí, proto jsou v této vrstvě různé protiinfekční látky (antigeny); soudí se, že trámčina také pomáhá ovlivňovat zánět v rohovce.
Po stromální vrstvě je další vrstvou endotelium, tvořené jen jednou vrstvou buněk. Tato tenká vrstva udržuje rohovku průhlednou, a zajišťuje také rovnováhu proudění vody z oka do rohovky. Buňky této vrstvy již nemohou regenerovat, a tak poranění nebo onemocnění endotelia může způsobit trvalé poškození zraku.
Poslední vrstvou je elastická tzv. Descemetova membrána.
Slzy tvoří tenký film kryjící epitelium. Bez slz by rohovka nebyla chráněna proti bakteriím, znečištění prachem. Film tvořený slzami je také optickou vrstvou, bez slz by epitelium mohlo ztratit svou průhlednost a stalo by se matným.
Po průchodu rohovkou vstupuje světelný paprsek do přední oční komory, která je zevní ze dvou očních komor. Přední oční komora je vyplněna vodnatou tekutinou zvanou komorová voda, která je stále obnovována.
Uvea je název oblasti, která se skládá ze tří oddělených struktur uložených ve středu oční bulvy: cévnatka (choroidea), řasnaté těleso (corpus ciliare) a duhovka (iris), které jsou někdy souhrnně nazývány uveální trakt.
Cévnatka je tenká membrána mezi zevním ochranným bělmem a sítnicí (retina). Tato membrána je plná krevních cév, které zásobují sítnici a tvoří spletenou mřížku ve většině oka. V této mřížce je podpůrná tkáň, která obsahuje různé množství pigmentu; pigment brání zpětnému lomu světla v oku, a tím vytváření nejasných obrazů.
Řasnaté těleso je zónou s bohatě prokrvenými řasami, nacházející se přímo v přední části oka. Jeho úkolem je jednak měnit tvar oční čočky prostřednictvím pohybů ciliárních svalů , což nám umožňuje zaostřit pohled na blízké objekty, jednak tvořit komorovou vodu (tekutina, která cirkuluje v oční komoře mezi čočkou a vnitřním povrchem rohovky).
K řasnatému tělesu je připojena duhovka, tvořící zadní část přední oční komory. Zbarvení duhovky určuje barvu oka. Duhovka funguje jako uzávěrka fotoaparátu, její svalová vlákna rozšiřují a zužují zornici (pupilla), a tím určují intenzitu světla dopadajícího na sítnici. Jestliže na oko dopadá příliš silné světlo, zornice se zúží bez našeho vědomého úsilí. V šeru se zornice rozšíří. Šířku zornic ovlivňují také rozčilení, strach a některé léky.
Těsně za duhovkou je měkká, elastická, průsvitná čočka (lens), zavěšená mezi zornicí a sklivcem. Je to poměrně malá součást oka (průměr 9 – 10 mm, tloušťka 4 mm). Na optické práci oka se podílí menší měrou než rohovka.
Za oční čočkou je hlavní, vnitřní komora oka, vyplněná látkou zvanou sklivec (corpus vitreum). Sklivec je rosolovitá tkáň, způsobující pevnost a pružnost oka. Středem sklivce běží sklovitý (hyaloidní) kanál, který je pozůstatkem tepny z doby embryonálního vývoje.
Oční koule je kolem celé zadní části vnitřní oční komory vystlána vrstvou citlivou na světlo zvanou sítnice (retina). Sítnice je tvořena dvěma rozdílnými typy buněk citlivých na světlo, zvanými podle jejich tvaru tyčinky a čípky. Tyčinky jsou citlivé na světlo nízké intenzity a nevnímají barvy. Čípky zachycují barvy a jsou citlivé na jasné světlo. Čípky jsou hojné v zadní části oka v místě známém jako jamka (fovea) či skvrna (makula). Toto je místo, kam čočka vrhá nejostřejší obraz, a kde je místo našeho nejlepšího vidění. V okolí makuly sítnice stále zaznamenává obrazy jasně, ale směrem k okrajům sítnice jsou obrazy méně jasné – jde o tzv. periferní vidění ("na půl"). Dohromady umožňuje centrální a periferní vidění úplný pohled na okolní zevní svět.
Každá buňka sítnice citlivá na světlo je spojena nervem s mozkem, kde jsou informace o schématu, barvách a tvarech vyhodnoceny. Všechna tato nervová vlákna se sbíhají dohromady v zadní části oka, kde vytváří jeden hlavní svazek známý jako zrakový nerv (nervus opticus). Nerv běží z oční bulvy dozadu a dále kostním tunelem v lebce, zvaným optický kanál, čímž vstupuje do lebeční dutiny těsně pod mozkem v oblasti podvěsku mozkového (hypofýza); zde se spojuje s druhostranným zrakovým nervem.
Část vláken nervů z každé strany se pak překřižují, takže část informací z levého oka jsou dodány do pravé strany mozku a obráceně. Vlákna ze spánkové (zevní) strany sítnice se nepřekřižují, tj. zůstávají na stejné straně mozku, kdežto vlákna z vnitřní části sítnice, která zprostředkují většinu obrazu, běží do druhé strany mozku. Místo spojení, resp. křížení zrakových nervů se nazývá chiazma optimum. Za chiasmatem pokračuje na každé straně svazek zrakových nervových vláken jako tzv. tractus opticus.
Zrakový nerv je svazkem nervových vláken (axonů) tzv. gangliových buněk sítnice. Nervová vlákna jsou obalena myelinovou pochvou. V ose zrakového nervu probíhá ústřední sítnicová tepna (arteria centralis retinae). Tepna se v papile zrakového nervu dělí na konečné tepénky vyživující sítnici. Vedle sítnicové tepny běží zpět zrakovým nervem odpovídající žíla, odvádějící krev ze sítnice.
Zraková nervová vlákna mají na své cestě do mozku – v průběhu tzv. "zrakové dráhy" – více než jedno přepojení. První přepojení (synapse) – tzv. primární zrakové centrum – leží velmi blízko hypofýzy těsně za místem křížení zrakových nervů (viz výše). Zde je informace z levé a pravé strany opět vyměněna přes střední čáru. Funkce tohoto přepojení je spojena se zornicovým reflexem. Z primárního zrakového centra se nervová vlákna rozbíhají jako vějíř dozadu a dále navnitř jako tzv. Gratioletův svazek, který je součástí bílé hmoty mozku zvané "kapsula interna", a končí v primární zrakové mozkové kůře v týlním laloku mozku.