Das menschliche Auge funktioniert, indem es Licht durch eine Reihe von spezialisierten Teilen zum Sehnerv direkt zum Gehirn sendet. Zu den lichtverarbeitenden Teilen gehören Hornhaut, Pupille, Augenlinse, Netzhaut und schließlich der Sehnerv selbst. Jeder Teil des Auges hat eine spezifische Aufgabe, dem Gehirn zu helfen, Signale zu empfangen, die es in nutzbare visuelle Eingaben umwandeln kann. Die Bewegung des Auges wird durch eine Reihe von Muskeln gesteuert, die dazu dienen, das Auge zu lenken. Die Pupillengröße bestimmt, wie viel Licht ins Auge fällt.
Licht tritt zuerst durch eine transparente Schicht, die Hornhaut, in das menschliche Auge ein. Die Hornhaut wird nicht durchblutet und erhält stattdessen Sauerstoff direkt aus der Luft. Es ist so geformt, dass es beginnt, Lichtwellen zum Rest des Auges zu brechen. Eine gesunde Hornhaut ist an den Rändern etwas dicker als in der Mitte, aber wenn die Hornhaut aufgrund einer Krankheit oder Verletzung verformt ist, wird das in das Auge einfallende Licht verzerrt.
Die Pupille ist der nächste Durchgang für sichtbares Licht. Ein Reflex, der als Pupillenlichtreaktion bezeichnet wird, ändert die Größe der Pupille reflexartig, je nachdem, wie hell das Licht ist. Sobald das Licht die Hornhaut und die Pupille passiert, geht es durch ein transparentes gelartiges Material – den wässrigen Humor –, das Lichtwellen weiter bricht, um die Augenlinse zu erreichen. Die Augenlinse ist eine flexible Struktur, die sich entsprechend der Entfernung oder Größe einer gewünschten visuellen Eingabequelle anpasst. Dies ist anders als bei der Hornhaut, die in ihrer Vergrößerung fixiert ist.
Die Linse wird dicker, um Objekte aus kürzeren Entfernungen zu fokussieren. Es wird abgeflacht, um auf weitere oder kleinere Objekte zu fokussieren. Menschen, die sich einer Kataraktoperation unterziehen und eine Kunstlinse erhalten, haben diesen Vorteil nicht. Ein durch das Objektiv gesehenes Bild ist an dieser Stelle aufgrund der Natur der Lichtwellen tatsächlich auf dem Kopf und rückwärts. Das Gehirn ist in der Lage, dieses verkehrte Bild richtig wahrzunehmen.
Das Licht gelangt durch eine andere klare Substanz, den Glaskörper, weiter in das menschliche Auge von der Linse zur Netzhaut. In dieser Substanz findet noch mehr Brechung statt. Die Netzhaut ist hauptsächlich eine Ansammlung von Nervenzellen, sogenannten Photorezeptoren, die in der Lage sind, einen bestimmten Bereich von Lichtwellen des elektromagnetischen Spektrums wahrzunehmen.
Photorezeptoren bestehen hauptsächlich aus Stäbchen und Zapfen. Stäbchen funktionieren bei schwachem Licht und können Schwarz und Weiß wahrnehmen. Zapfen nehmen Farbe wahr und arbeiten in hellerem Licht. Die Netzhaut hat auch Photorezeptoren, die dem Auge helfen, auf helles Licht zu reagieren. Diese seltenen Photorezeptoren werden lichtempfindliche Ganglienzellen genannt.
Nach der Verarbeitung durch die Netzhaut erreicht das Licht den Sehnerv, der die Informationen dann an das Gehirn weiterleitet. Das Gehirn ist in der Lage, diese Kombinationen von Lichtwellen so zu interpretieren, dass das menschliche Bewusstsein sie verstehen kann. Insbesondere wandelt die Netzhaut Licht in elektrische Signale um und sendet die Signale bis in die Rückseite des Gehirns. Das menschliche Auge dient als Kanal für den Durchgang und die Umwandlung von Lichtenergie, aber es ist das Gehirn, das das Sehen wirklich übernimmt.