視網(wǎng)膜的感光細(xì)胞(photoreceptors)能夠直接感受外界光線并產(chǎn)生反應(yīng)，主要可以分為對(duì)光線敏感度較高的一種桿細(xì)胞與能夠分辨不同光波(顏色)的三種錐細(xì)胞；眼睛的錐細(xì)胞總數(shù)有約七百萬(wàn)個(gè)，而桿細(xì)胞則約有一億個(gè)之多(女性可以有三種以上的錐細(xì)胞，因此色覺(jué)敏感度一般較男性好；此情況與色盲基因有關(guān))。錐細(xì)胞一般可分為藍(lán)、綠、紅(或短、中、長(zhǎng)波)三種，主要負(fù)責(zé)平時(shí)的視覺(jué)，密度最高的位置在視小凹，也就是視野中心點(diǎn)(此處只有紅、綠兩種錐細(xì)胞)，往視網(wǎng)膜周邊延伸則密度會(huì)顯著降低。桿細(xì)胞主要負(fù)責(zé)昏暗環(huán)境下的視覺(jué)，密度最高的位置在視野中心點(diǎn)的外圍15至20度圓周處。

桿狀感光細(xì)胞能接受光線的位置在視盤細(xì)胞膜上的視紫質(zhì)(rhodopsin)，當(dāng)視紫質(zhì)接受到光照射后其內(nèi)含的11順式視黃醛(11-cis retinal)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿�反式視黃醛(all-trans retinal)，并造成視紫紅質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變，此時(shí)可活化傳導(dǎo)蛋白(transducin)，再經(jīng)由活化磷酸二脂酶(phosphodiesterase)分解細(xì)胞內(nèi)的環(huán)璘酸鳥苷(cGMP)，使得細(xì)胞內(nèi)環(huán)璘酸鳥苷依賴性鈉離子通道(cGMP-dependent sodium channel)關(guān)閉，產(chǎn)生細(xì)胞的過(guò)極化(hyperpolaziration)，減少神經(jīng)末梢的神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)(glutamate)釋放。錐細(xì)胞的感光機(jī)制過(guò)程與桿細(xì)胞類似。
受到光線刺激的感光細(xì)胞過(guò)極化，會(huì)造成雙極細(xì)胞的神經(jīng)神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)分泌減少，最終可調(diào)節(jié)網(wǎng)膜節(jié)細(xì)胞的動(dòng)作電位(action potential)頻率。(在視網(wǎng)膜細(xì)胞中，只有節(jié)細(xì)胞與少數(shù)的無(wú)軸突細(xì)胞可產(chǎn)生動(dòng)作電位！)