Le premier instrument d'optique dont nous nous servons constamment est l'œil. L'œil est un globe d'environ 25 millimètres de diamètre. Il est enveloppé, sauf au niveau de la cornée, d'une membrane blanche résistante, appelée la sclérotique. Derrière la cornée se trouve l'humeur aqueuse. Ce liquide fournit l'oxygène, le glucose et les protéines. Ensuite, est située la pupille ayant un diamètre pouvant varier de 2 à 8 millimètres, suivant l'intensité lumineuse. Celui-ci est déterminé selon l'ouverture de l'iris coloré (vert, marron, bleu…). L'iris est un diaphragme. Il est suivi du cristallin, un organe élastique. Sa forme peut être modifiée grâce aux muscles situés à son pourtour. Ces muscles sont aux nombres de six. Ils commandent le mouvement des yeux. Quatre sont droits et deux sont obliques. Le muscle droit supérieur permet à l'œil de se déplacer vers le haut, et le muscle droit inférieur vers le bas. Le muscle droit interne permet le déplacement de l'oeil vers le nez, et le muscle droit externe vers la tempe. Les muscles obliques le font bouger en oblique par rapport à ces quatre directions. Ces six muscles permettent à l'œil de regarder très rapidement dans toutes les directions. Situés dans l'orbite, ils partent du fond de l'œil et s'attachent sur les côtés du globe oculaire.

Derrière le cristallin, se situe une poche remplie d'un gel clair : l'humeur vitrée. Elle maintient, avec également l'humeur aqueuse, une pression constante à l'intérieur de l'œil. Au fond, la rétine est une membrane, la plus interne et la plus importante. Elle donne la sensibilité visuelle, c'est-à-dire, la capacité de percevoir les images. Elle encercle au trois-quarts l'humeur vitrée. La rétine est en relation étroite avec le cerveau car elle compose de nombreuses cellules nerveuses qui sortent de l'œil en formant le nerf optique. Ces cellules sont caractéristiques : certaines se terminent en forme de petits bâtonnets, d'autres en forme de cônes ; d'où leur nom de cônes et bâtonnets. La fovéa ne contient que les cônes. Elle est située au pôle postérieur de l'œil. Au niveau de la fovéa, l'acuité visuelle est maximale. Enfin, du fond de l'œil, partent deux nerfs optiques qui se croisent au niveau du chiasme optique.