La retina è una struttura laminata formata da dieci differenti strati e solo uno di questi contiene i coni e i bastoncelli, le cellule specializzate per trasformare il segnale luminoso in segnale elettrico (chiamate anche fotorecettori; si veda La biochimica dell'occhio per maggiori dettagli sul fenomeno della trasduzione del segnale).
La retina è la prima stazione delle vie visive del sistema visivo, sistema organizzato per rilevare ed analizzare gli stimoli visivi. Nei vertebrati, gli stimoli fotici efficaci sono rappresentati da onde elettromagnetiche la cui lunghezza d’onda sia compresa tra 400 e 750 nanometri, e che costituiscono pertanto la cosidetta luce visibile. I bastoncelli operano in maniera più efficace in condizioni di ridotta luminosità ambientale (visione scotopica). I coni, al contrario, richiedono condizioni di elevata luminosità (visione fotopica o diurna). I coni sono inoltre responsabili della percezione dei colori.
L’elaborazione del segnale visivo a livello retinico è basata sulla presenza di interneuroni che ricevono il segnale dai fotorecettori e lo inviano alle cellule gangliari. Gli assoni di queste ultime decorrono nei nervi ottici per raggiungere le successive tappe all’interno del sistema visivo. Le cellule gangliari rappresentano pertanto l’output retinico.
La distribuzione relativa di coni e bastoncelli sulla superficie della retina e la differente modalità in cui coni e bastoncelli formano connessioni con gli interneuroni sono responsabili della differenza di acuità visiva che esiste tra zone differenti delle retina. Zone ricche di coni, quali il centro della retina ed in particolare la fovea, possiedono una elevata risoluzione spaziale (acuità visiva) nella capacità di rispondere ad uno stimolo luminoso. Al contrario le zone ricche di bastoncelli, corrispondenti alla periferia retinica, possiedono una bassa risoluzione spaziale. In maniera semplificata si può dire che i fotorecettori comunicano con le cellule gangliari per il tramite di interneuroni chiamati cellule bipolari. Ogni cellula bipolare può ricevere il segnale da più fotorecettori, quindi da più porzioni retiniche vicine, prima di trasmetterlo alle cellule gangliari. Questo fenomeno viene descritto con il termine di convergenza. La ragione per la quale la visione mediata dai coni è ad elevata risoluzione spaziale è da ricercare nella organizzazione sinaptica delle connessioni che queste cellule stabiliscono: solo pochi coni convergono su ciascuna delle cellule bipolari. Nella fovea, la regione di maggiore acuità della retina, questo tipo di organizzazione è ancora più evidente: esistono solo connessioni uno-a-uno tra coni e cellule bipolari. Ecco anche il motivo per il quale i nostri occhi si muovono continuamente: per spostare la fovea di entrambi gli occhi verso le zone di interesse del campo visivo e che debbono essere pertanto nettamente distinte. Il fenomeno è evidente durante la lettura di un testo, come il presente. La decodifica dei simboli grafici che chiamiamo lettere è possibile solo grazie allo spostamento della fovea in corrispondenza degli stessi.
Le interazioni sinaptiche che precedono l’arrivo del segnale elettrico alle cellule gangliari determinano anche l’organizzazione peculiare dei campi recettivi di queste cellule. Ogni cellula gangliare infatti risponde alla stimolazione luminosa di una porzione definita della retina (campo recettivo) con una organizzazione cosidetta “centro-periferia”. In poche parole, ogni campo recettivo inibitorio od eccitatorio è circondato, rispettivamente, da una zona eccitatoria od inibitoria. Il risultato di questa organizzazione è che le cellule gangliari sono in grado di trasmettere solo le variazioni di luminosità o colore presenti nel campo visivo.
In una versione semplificata, quindi, le funzioni della retina sono:

1. Rispondere a stimoli luminodi di differente intensità e colore
2. Comprimere il numero di informazioni disponibili per una efficace trasmissione ai centri superiori. Questo avviene per il tramite delle seguenti elaborazioni del segnale:
1. Il dettaglio dell’immagine viene trasmesso solo per una regione piccola della retina, la fovea
2. Solo i cambiamenti di luminosità e colore, i bordi, vengono trasmessi ai centri superiori.

Il cervello riceve, quindi, una immagine abbastanza impoverita rispetto all’originale. Nonostante questo la nostra percezione visiva è completa e nitida. Questo è il compito complesso che il sistema visivo, nelle varie zone cerebrali che sono via via interessate, risolve rielaborando le informazioni ricevute.