視網膜是一層菲薄的但又非常復雜的結構，它貼於眼球的後壁部，傳遞來自視網膜感受器沖動的神經纖維跨越視網膜表面，經由視神經到達出口。視網膜的分辨力是不均勻的，在黃斑區，其分辨能力最強。視網膜主要有三層組成。第一層是視細胞層，用於感光，它包括錐細胞和柱細胞。第二層叫雙節細胞層，約有10到數百個視細胞通過雙節細胞與一個神經節細胞相聯系，負責聯絡作用。第三層叫節細胞層，專管傳導。
從光學觀點出發，視網膜是眼光學系統的成像屏幕，它是一凹形的球面。視網膜的凹形彎曲由兩個優點：(1)眼光學系統形成的像有凹形彎曲，所以彎曲的視網膜作為像屏具有適應的效果，(2)彎曲的視網膜具有更廣寬的視野。
在視網膜上既有錐體細胞，又有桿體細胞。
桿體細胞大約有一億二千萬個，均勻地分布在整個視網膜上，其形狀細長，可以接受微弱光線的刺激，分辨物體的形狀和運動，但是不能夠分辨物體的顏色和形狀。由於桿體細胞對光線極為敏感，使得我們能夠在月光下，甚至星光下也能夠觀察到物體的存在。
錐體細胞分布在視網膜的中央窩，其密度由中間向四周逐漸減少，到達鋸齒緣處完全消失。錐體細胞在解剖學中呈錐形，是人眼顏色視覺的神經末稍，與視神經是一對一的連接，便於在光亮的條件下精細地接受外界的刺激，所以錐體細胞能夠分辨物體的顏色和細節。大約700萬的錐體細胞密集在2°視場內，超出2°視場，則既有錐體細胞也有桿體細胞。所以在要求高清晰度、高分辨力的場合，應該采用2°視場，使物像直對視軸，而其影像恰好聚焦在中央窩內。