Widzenie to zdolność odbierania bodźców wywołanych przez pewien zakres promieniowania elektromagnetycznego oraz ogół czynności związanych z analizą tych bodźców. Zakres fal odbieranych przez człowieka nazywamy światłem widzialnym. Oko jest układem optycznym, który tworzą: rogówka, ciecz wodnista (przestrzeń między rogówką a soczewką), soczewka, źrenica, siatkówka, nerw wzrokowy oraz ciało szkliste (znajduje się we wnętrzu gałki oka).  

Światło przechodzi najpierw przez przezroczystą błonę zwaną rogówką. Tu następuje blisko 70% załamania światła, jakie zachodzi w oku. Następnie światło trafia w otwór tęczówki, czyli źrenicę. Źrenica kontroluje ilość światła dochodzącego do oka i pełni funkcje przysłony. W pełnym oświetleniu ma 2-3 mm średnicy. Rogówka, jest silnie skupiającą soczewką o stałej ogniskowej, a ostrość kontroluje wspólnie z drugą soczewką, która ma ogniskową zmienną (akomodacja) i znajduje się w gałce ocznej wypełnionej ciałem szklistym. Widzenie plam, które unoszą się w przestrzeni, tłumaczy się grudkami, włóknami i nabłonkami komórek, które pływają w cieczy i rzucają dodatkowe cienie na siatkówkę.

Soczewka o zmiennej ogniskowej koryguje załamanie światła tak, aby obrazy mogły powstać na tylnej ścianie oka nazywanej siatkówką. Działa więc inaczej niż oko ryby i wzorowany na nim obiektyw w którym soczewka przesuwa się w kierunku tylnej ściany lub od niej odsuwa. W oku krótkowidza lub dalekowidza soczewka zakrzywia się nieprawidłowo, a więc obraz powstaje odpowiednio zbyt wcześnie lub za ścianą siatkówki. Zaburzeniem widzenia jest też astygmatyzm, a więc nieostrością powstającego obrazu w pewnych obszarach pola widzenia i zez, a więc osłabienie mięśni oka, co powoduje różne kąty patrzenia oczu względem siebie. 

Widzenie umożliwiają fotoreceptory zlokalizowane w siatkówce. Receptory znajdują się w głębi siatkówki, a więc światło, aby się do nich dostać musi pokonać całą sieć innych komórek, które znajdują się na powierzchni. Przypomina to sytuację z taśmą filmową założoną do kamery odwrotną stroną, czyli emulsją dalej od padającego światła. Taką budowę siatkówki tłumaczy się jej pochodzeniem, jako wyspecjalizowanej części mózgu, która uwrażliwiła się na światło, a więc jej naturalnym połączeniem jest nerw wzrokowy, a nie rogówka i reszta oka. Pierwszy opisał to J. Kepler w 1604 r. 

Obraz na siatkówce jest odwrócony (jak w każdej soczewce), ale w bodźcach nerwowych płynących z mózgu jest taka informacja. Koordynacja naszych ruchów, jest podobna do działań na podstawie obrazu widzianego w lustrze. Fotoreceptory to pręciki i czopki. Pręciki są wrażliwe na światło achromatyczne, nie dają wrażeń barwowych, ale działają już przy słabym świetle. Są rozlokowane na brzegach. a idąc do centrum stopniowo ich ubywa. Pozwalają widzieć kształty i kontury. Jest ich 120 mln. Brzegi siatkówki są też najbardziej uwrażliwione na ruch i stanowią nasz mechanizm wczesnego ostrzegania. Czopki są zlokalizowane w plamce żółtej (dno oka) i odpowiadają za widzenie barw, a im dalej od centrum tym bardziej zastępują je pręciki. Plamka żółta to kilka procent powierzchni siatkówki, ale tedy przedostaje się do mózgu ok. 50 % sygnałów wzrokowych jakie otrzymujemy. Obok plamki żółtej znajduje się też plamka ślepa, w której brak jest całkowicie fotoreceptorów, ale ta nieciągłość obrazu jest praktycznie niezauważalna. 

Czopków są trzy rodzaje i działają jak filtry pasmowe (R-red, G-green, B-blue). Na takiej zasadzie powstał barwny druk, fotografia, film i telewizja. Odbiór kolorów to wynik procesów psychicznych zachodzących w naszym mózgu. Zakres naszego widzenia to fale od 380 – 780 nm. Każdy rodzaj czopków odbiera światło o określonej długości fali: 

1. Czopki typu L, dotyczą fal długich, a szczyt czułości to fala 570 nm dająca światło żółte, ale czopki te nazywamy czerwonymi.
2. Czopki typu M, odpowiadają za fale średnie. Szczyt czułości to fala 550 nm, która daje światło żółtawo-zielone. Nazywane są czopkami zielonymi.
3. Czopki typu S, są nastrojone na fale krótkie. Szczyt ich czułości przypada na światło o długości fali 440 nm, które odbieramy, jako barwę fioletową. Czopki te popularnie nazywane są niebieskimi.

Wrażenie koloru może powstać z różnych kombinacji widzianych barw. Wzrok człowieka ma dużą zdolność dostosowywania się do obserwowanych warunków oświetlenia, czyli dostosowuje swoja czułość (źrenice) i rozdzielczość (zdolność widzenia szczegółów) do poziomu luminancji. Fotoreceptory łączą się przez komórki zwojowe z nerwem wzrokowym. Następnie bodziec jest przekazywany do układu nerwowego i podlega analizie. Na proces widzenia składają się skomplikowane procesy fotochemiczne i elektrofizjologiczne.

Widzenie wymaga dużej ilości energii. Ilość informacji jaka zostaje przekazana w jednym momencie to ok. 1 mln. Są one selekcjonowane pod względem widmowym i natężeniowym, a następnie zamieniane na informację. Analiza sygnałów obrazu w maszynach cyfrowych jest wzorowana na komunikowaniu się wzroku z naszym mózgiem. Niewątpliwie też dopóki nie powstało żywe oko nie istniało pojęcie barwy, a w dalszej tego konsekwencji – świat był niewidzialny; bo nie miał kto nań patrzeć. Podobnie jak w przypadku słuchu obowiązuje prawo Webera – Fechnera, które mówi, że aby ocenić przyrost bodźca w postępie arytmetycznym, konieczny jest geometryczny przyrost tego bodźca. Wg praw Bezolda – Brueckego wraz ze zmianą jasności zmienia się widziana przez nas barwa. 

Na zmianę wrażenia barwy ma też wpływ nasycenie koloru. W siatkówce znajduje się warstwa pigmentowa. Działa jak warstwa przeciwodblaskowa taśmy fotograficznej i pochłania promienie, które pozostały po przejściu przez fotoreceptory. Zjawisko nocnego widzenia niektórych zwierząt i świecenie ich oczu w ciemności, to efekt nie pochłaniania, a odbijania przez siatkówkę takich promieni w kierunku obserwatora. 

Oko jest w ciągłym ruchu. Wynika to z małej powierzchni dobrego widzenia, a także faktu, że unieruchomiony obraz na siatkówce zniknie po kilku sekundach. Ruchy te są szybkie i gwałtowne, stąd ich nazwa saccadé (w języku starofrancuskim – żagiel w łopocie). Element odświeżający obraz to także mruganie. Żadna z tych czynności nie powoduje wrażenia, że obraz nie trwa w sposób ciągły, lub drga. Widzeniem nazywamy sytuacje świadomego obserwowania świata. Na widzenie składa się:

• Odróżnianie światła od ciemności,
• Określanie kierunku padania światła, barw i odległości przedmiotu,
• Rozpoznawanie kształtów.

Określanie barw i jakość widzianego obrazu zależy, od jakości światła i rodzaju otoczenia. Ok. 8% populacji mężczyzn i 1% kobiet ma zaburzenia w widzeniu barw. Odkryto też, u kobiet, przypadki dodatkowej grupy czopków, a wtedy zdolność rozróżniania barw powiększa się wielokrotnie. Zaburzenia w widzeniu barw dotyczą głównie barw czerwonej i zielonej, co nazywamy daltonizmem. Defekt ten jest spowodowany nieprawidłowym działaniem odpowiednich grup czopków. Całkowity brak percepcji barw jest niezwykle rzadki i z reguły jest wynikiem urazu głowy. 

Wiele osób nie zdaje sobie sprawy z swoich problemów z rozróżnianiem kolorów, ale też częstym przypadkiem jest po prostu nieprawidłowe ich nazywanie. O problemach daltonistów należy pamiętać przy opracowywaniu znaków graficznych. Nierozróżniane kolory wydają się identyczne, a więc powinno się dobierać barwy z różnych grup barwowych. Dotyczy to przede wszystkim czerwieni i zieleni, oraz pochodzących od niej różu czy beżu. 

Bardzo często widzeniem nazywamy sytuacje świadomego obserwowania świata. Dlatego używamy też słowa „patrzeć”, które nie rozstrzyga czy coś zostało „zobaczone”. Dziedziny sztuki, które możemy odbierać dzięki doznaniom zmysłu wzroku to:

• Literatura
• Malarstwo
• Rzeźba
• Fotografia
• Film i inne sztuki audiowizualne