El ojo de los vertebrados se comporta como una cámara fotográfica. Tiene muchas características similares a las de una cámara, equipada con varios accesorios sofisticados, como un sistema incorporado de limpieza y lubricación, un fotómetro y un sistema de enfoque automático. La luz que proviene del objeto que se está viendo cruza una córnea y un cristalino transparentes. Este último enfoca y proyecta la imagen invertida del objeto sobre una superficie sensible a la luz, la retina, situada en el fondo del globo ocular.
La retina de los vertebrados tiene células fotorreceptoras capaces de captar la energía de la luz. Existen dos tipos de éstas células que por su forma se llaman conos y bastones. Los conos son los responsables de la visión en color y los bastones son los de la visión nocturna.
Los bastones no tienen tanta resolución de imagen como los conos, pero son más sensibles a la luz. La luz tenue no estimula los conos, por lo que esto explica que en la noche no se distinga tan fácilmente los colores de las cosas. Los animales nocturnos tienen retinas hechas casi enteramente de bastones, por lo que prácticamente son incapaces de distinguir los colores. Algunos animales diurnos como algunos reptiles y ardillas poseen casi exclusivamente conos. Los primates superiores como nosotros tenemos tanto conos como bastones.
Las células fotorreceptoras se interconectan mediante neuronas intermediarias con las células ganglionares, cuyos axones forman el nervio óptico. Una vez incide la luz sobre las células fotosensible, se produce una serie de reacciones encadenadas que produce la despolarización de sus membranas. Este cambio propicia la liberación de los neurotransmisores en la sinapsis que forman con un grupo de neuronas llamadas células bipolares. En estas sinapsis la liberación de los neurotransmisores producen, a su vez, un cambio en la polarización de las células bipolares y desencadenan la neurotransmisión de neurotransmisores en las sinapsis con las células ganglionares. Es decir que cuando la luz estimula la retina, desencadena los potenciales de acción que viajan por los axones de las células ganglionares hacia el cerebro.
Hay unos 125 millones de fotorreceptores en una retina humana, pero existe solo 1 millón de células ganglionares en un nervio óptico. Esto quiere decir que en promedio, cada célula ganclionar recibe información de 125 fotorreceptores. Esta proporción se cumple especialmente en los bastones. Hay muchos bastones que convergen en una célula bipolar y muchas células bipolares que convergen en la misma célula ganglionar. Otras neuronas que participan en las interconexiones e interacciones entre las células retinianas son las células horizontales y las células amacrinas. En conjunto es importante precisar que los bastones no transmiten una imagen punto por punto, como lo hace una cámara de televisión, sino que hay un tratamiento de la imagen antes de que abandone la retina.
La zona de la retina que proporciona la imagen más detallada es la zona amarilla o fóvea. En esta zona, las células fotorreceptoras son casi todas conos muy apretados y no existe la proporción de 125 receptores por cada célula ganglionar, en lugar de esto, las células ganglionares se conectan individualmente con los conos mediante neuronas bipolares también individuales. Por lo tanto la densidad de los conos y su individualidad en las conexiones proporcionan una mejor resolución de imagen.
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