L'image d'un objet perçue par notre œil est constituée par la multitude de rayons lumineux que celui-ci reflète. Les rayons lumineux se propagent de façon rectiligne.

En effet l' œil peut se ramener à un montage simple constitué d'une lentille convergente, d'un écran, d'un pinceau lumineux de taille ajustable via un diaphragme. Ces éléments seraient alignés suivant un axe : l'axe optique principal. Cet axe est la droite passant par le centre optique (centre de la lentille) et par le centre de courbure d'une des faces sphériques de la lentille. Toute autre droite passant par le centre optique est un axe optique secondaire.

Remarque: Un rayon lumineux passant par le centre optique d'une lentille convergente n'est pas dévié.

Un faisceau incident constitué de rayons parallèles à l'axe optique émerge de la lentille en convergeant en un point de l'axe optique principal, c'est le foyer image. La distance séparant le centre optique du foyer image est appelée distance focale. De même il existe un point appelé foyer objet, celui-ci correspond au symétrique du foyer image par rapport au centre optique. Ainsi tout rayon incident passant par le foyer objet d'une lentille convergente émerge parallèlement à son axe optique.

Dans le montage décrit précédemment, les rayons issus d'un objet, après avoir traversés la lentille convergente, forment une image renversée sur l'écran, à condition que l'objet se trouve au delà du foyer objet. Dans le cas contraire (l'objet se trouve entre le foyer objet et la lentille), l'image de l'objet ne peut se former sur l'écran, on dit qu'elle se forme à l'infini.

La distance focale dépend de la vergence de la lentille. Afin d'obtenir une image plus ou moins nette sur l'écran, on peut déplacer ce dernier en fonction du foyer image ou bien modifier la vergence de la lentille. Cet effort équivaut à l'accommodation. Il a pour but de ramener sur la rétine l'image des objets les plus proches, image qui, en l'absence d'accommodation se forme derrière la rétine, entraînant une vision floue. Dans l'œil, ceci s'effectue par la déformation du cristallin par les muscles ciliaires. L'accommodation commence à se produire à partir d'une distance de 60 mètres : cette distance constitue le Ponctum remotum. Pour des distances de plus en plus petites, l'effort d'accommodation devient de plus en plus grand ; il est maximal lorsque l'objet est situé à 15 cm de l'œil : cette seconde distance constitue le Punctum proximum. Pour des distances inférieures, le pouvoir d'accommodation est dépassé, l'image se projette en arrière de la rétine, l'image est floue. L'œil est capable de modifier ses propriétés optiques et donc la position de son foyer image. Dans notre montage, la lentille correspond donc au cristallin, l'écran à la rétine (plus particulièrement à la fovéa), et le diaphragme à l'iris. Dans le cas où l' objet se trouve à l'infini son image se forme de façon spontané sur la rétine exactement au niveau de la macula, elle est alors petite, nette et tout cela ne nécessitant aucun effort de la part de l'œil.

En effet, en tirant ou en poussant sur les bords du cristallin, les muscles du corps ciliaire le font se bomber ou s'aplatir. Ainsi, l'angle de réflexion des rayons lumineux qui le traversent est modifié en fonction de la distance de l'objet regardé afin d'en recréer une image nette sur la rétine. Afin de ne pas voir double les deux yeux doivent converger vers le même objet fixé. Pour voir un objet simple, il faut que les champs visuels puissent se superposer. L'estimation de la taille d'un objet et de la distance à laquelle il se trouve résulte d'un principe d'optique simple. En effet, si un objet est plus grand qu'un autre la taille de son image sur la rétine sera plus grande que celle de l'objet comparé. Si la distance se réduit entre l'objet et l'oeil, la taille de l'image grandit. Une augmentation de la taille de l'image rétinienne est donc généralement interpretée par le cerveau comme un rapprochement de l'objet. La notion de distance est donc un phénomène cérébral : elle est jugée sur la netteté de l' image et sa grandeur par rapport à des objets voisins connus.