雙眼視覺(binocular、，ision)是指雙眼協調、准確、均衡地同時工作，使某一物體反射的光線成像在視網膜，形成兩個有輕微差異的物像，通過視覺通路傳送至大腦，在皮質高級中樞進行分析、整合、加工，形成一個有三維空間深度感完整印象的過程。這也是立體視覺(stereopsis也稱空間視覺、深度覺)形成的過程，有的學者將立體視覺獨立描述，本章則將其涵蓋在雙眼視覺形成的不同階段內。
雙眼視覺是人類在發展進化過程中逐漸形成的，是對認識和適應環境的一種最高級的完善，低等動物兩眼位於兩側，視神經完全交叉到對側，沒有雙眼單視。而人的眼睛在進化中逐漸由頭的兩側移向正前方，使兩眼的視野得以最大限度的重合，兩眼的視神經半數交叉到對側，直到視皮質。1967年在貓的視皮質首次發現對視差敏感的雙眼驅動細胞，隨後的研究證實貓的視皮質細胞84％為對雙眼傳人沖動發生反應的雙眼驅動細胞，位於視皮質的17和18區。而人類的雙眼視覺的發育開始於出生後4個月，高峰在1~3歲之問，3~4歲立體視接近成人水平，通過反復的視覺鍛煉直到5～6歲雙眼視覺才逐漸發育成熟和完善。
人類觀察認識客觀世界，適應外界環境，要通過大腦高級中樞處理各感覺器官接受的外界信息，其中80％以上來源於視器官接收的視覺信號。然而，由此所感知的主觀世界(視空間)並不能100％如實地反映客觀物體(實際空間)的本來面目，比如下面的視錯覺圖6-1，由於與直線相交的斜線疏密不同，產生視覺誤差看上去本來平行的兩線條中間變凸。兩條長度一樣的線條，由於線條兩端箭頭的朝向不同，看起就感覺長短不一。又如本來凹凸不平的月球，我們看見的，卻像一個圓盤。一方面，這是由於視系統的局限性，另一方面主觀視空間要與實際空間保持相對的一致性，不但取決於視器結構和功能的正常與否，還取決於不同個體生理心理以及大腦認知水平的差異。
雙眼視覺是人類最高級的視覺功能，正是因為形成了雙眼視覺，人類才能更准確地獲得外界物體形狀、方位、距離等概念，才能正確判斷並適應自身與客觀環境間的位置關系。這種視覺認知方面的完善，對人類進行創造性的勞動和進化，起了極重要的作用。如現代社會中的汽車、航空駕駛；科技中各種儀器的靈活使用；顯微外科的精細操作以及球類運動中的接、打、撲、扣等，都離不開完善的雙眼視覺。雙眼立體視覺是人類視覺系統的最佳三維成像，如同工程技術上根據視覺原理研究出目前最好的三維成像——激光全息術一樣，雙眼視覺(特別是立體視覺)的研究，隨著近20年對腦科學研究的重視和深入，已超越了眼科界的范疇，成了國內外高科技研究的熱門話題，這對人類社會現代化的發展進程將有巨大的促進作用。