網膜は、目の奥にある神経組織で、光を神経信号に変換する役割を担っています。このプロセスは光伝達と呼ばれ、網膜の奥にある桿体と錐体の視細胞によって行われます。
光受容体は、桿体のロドプシンのような光色素分子を含む膜ディスクが外郭に積層されています。光色素が光を吸収すると、分子イベントの連鎖が起こり、暗闇の中にいるときよりも細胞が過分極（膜電位がよりマイナスになる）します。この過分極により、神経伝達物質の放出が減少します。このように、光は他の多くの感覚ニューロンへの刺激とは異なり、光受容体からの神経伝達物質の放出を減少させます。
杆体と錐体はともに光を感知しますが、視覚においてはそれぞれ異なる役割を果たしています。杆体は光に対する感度が高く、主に夜間などの低照度環境下で機能します。錐体は光に対する感度が低く、昼間の視覚に多く使われます。錐体は、焦点（網膜の中心部にある小さな窪みで、杆体はほとんど含まれていない）に集中しており、目の焦点が合っている部分では高い視力を発揮します。
色情報を伝えるのも、人間の場合、S（短）、M（中）、L（長）の3種類の錐体が、それぞれ異なる波長の光を最大限に吸収するからです。これは、それぞれの錐体にはすべてのオプシンが存在するものの、3つの錐体にはそれぞれ異なる光吸収特性を持つオプシン分子がほぼ独占的に存在するためです。異なるタイプの錐体の相対的な活性化が、色を符号化しています。
光受容体は、視覚情報を網膜の中央にある双極細胞に送り、双極細胞は網膜の前部にある神経節細胞にシナプスで結合します。さらに、水平細胞とアマクリン細胞という2つのタイプの細胞が、これらの結合部における細胞間の横方向の相互作用を媒介します。水平細胞は光受容体-双極性シナプスを調節し、アマクリン細胞は双極性-角膜シナプスに影響を与えます。この回路により、網膜のより広い部分の情報が統合され、様々な光の条件下でのコントラストの検出など、視覚情報の初期処理が可能になります。
視覚情報は神経節細胞の軸索を伝わり、神経節細胞はグリア細胞とともに目の奥の視神経を構成します。視神経からの視覚情報は、脳に送られ、さらに処理され、解釈されます。
