Comme nous l'avons vu précédemment, la rétine est la structure qui tapisse le fond de l'oeil. C'est elle qui joue le rôle d'écran : elle reçoit l'image déviée par l'ensemble cornée-cristallin, qui joue le rôle de lentille. La rétine est un système complexe dont voici les caractéristiques les plus importantes :

A la surface de la rétine se trouvent des capteurs photosensibles qui captent cette image. Ce sont les cônes et les bâtonnets. Les cônes, au nombe de 7 millions, sont de 3 types différents. Chaque type de cône perçoit l'une des des 3 couleurs dites "primaires" de la lumière. Ils sont donc ainsi à même de recréer toutes les couleurs possibles. Les bâtonnets sont plus sensibles à la luminosité (environ 1000 fois plus) mais ne distinguent pas les couleurs. C'est sur eux que repose le mécanisme de la vision nocturne. Ce mécanisme est rendu possible par la rhodopsine, un pigment appelé également "pourpre rétinien". Le pourpre rétinien se dépigmente sous l'effet de la lumière et se reforme dans les bâtonnets dans l'obscurité. Une personne passant d'une forte luminosité à l'obscurité est "aveugle" un certain temps à cause de ce mécanisme. Une fois le pourpre rétinien reformé, l'individu retrouve la vue : ses yeux se sont adaptés à l'obscurité.

Les photorécepteurs de la rétine ont toutefois une sensibilité limitée. En effet, ceux-ci ne captent pas les radiations lumineuses dont les longueurs d'ondes sont supérieures à 750 nm et inférieures à 380 nm. On parle alors d'ultraviolets et d'infrarouges.

Il existe différentes zones caractéristiques à la surface de la rétine :

- La partie centrale, la macula, se compose de nombreux cônes (jusqu'à 180 000 par mm²), connectés individuellement à des fibres nerveuses. Par conséquent, la sensibilité visuelle du centre de l'oeil est particulièrement accrue, les images sont donc d'une excellente définition.

- Sur la périphérie de la rétine, la quantité de cônes et de bâtonnets diminue. De plus, ils sont connectés aux fibres nerveuses par groupes entiers : le message nerveux est donc moins précis et la vision moins nette.

- La fovéa, partie centrale de la macula, est composée uniquement de cônes. Elle est donc la partie la plus sensible de l'oeil. Quand nous fixons un objet, nous tournons donc les yeux de façon à aligner l'image sur la fovéa.

- Au contraire, il existe une zone de la rétine qui ne voit pas lumière car elle ne possède ni cônes ni batonnets : c'est la papille optique, qui représente la tête du nerf optique (là ou convergent les fibres nerveuses). La vision stéréoscopique fait que cette tache n'est pas perçue par l'observateur.

La rétine apparaît comme un tapis d'un peu moins d'un demi-millimètre d'épaisseur, couvrant le fond de l'oeil. Une couche de photorécepteurs est superposée à plusieurs autres couches, régulièrement disposées, de cellules nerveuses. Chez les Vertébrés, la rétine est "inversée" par rapport à la direction des rayons luminuex : les photorécepteurs (cônes et bâtonnets), les premiers éléments à interagir avec la lumière, sont situés dans la couche la plus profonde de l'oeil, le plus loin du cristallin. La lumière, après avoir traversé le globe oculaire, doit donc encore traverser toute l'épaisseur de la rétine pour pouvoir atteindre les photorécepteurs. L'image qui arrive sur la rétine frappe en premier les phtorécepteurs. Ceux-ci la convertisse ensuite en signaux électrochimiques. Ces signaux sont traduits sous la forme de trains d'impulsions électriques propagées par les fibres du nerf optique. La rétine est organisée en trois étages : - Les photorécepteurs qui reçoivent la lumière - Les cellules bipolaires qui relaient les informations vers les cellules ganglionnaires. A ce niveau, les cellules amacrines et horizontales assurent un contact tansversal entre les cellules. - Les cellules ganglionnaires qui envoient les signaux vers le cerveau.