Строение глаза у кошки в основном такое же, как у человека. Зрение основано на способности организмов обнаруживать свет — видимую часть электромагнитного излучения. Орган зрения — глаз воспринимает свет благодаря сетчатке, которая является частью мозга. Свет попадает на сетчатку через зрачок. С помощью специальной мышцы зрачок меняет свои размеры и, как диафрагма в фотоаппарате, регулирует поток света к сетчатке. У ночных животных глаза большие, с большим зрачком, у дневных — значительно меньше. У кошек, которые видят в темноте, но любят погреться на солнышке, зрачок щелевидный, так как он лучше, чем круглый, уменьшает световой поток к чувствительной сетчатке.

Передняя прозрачная оболочка глаза — роговица и подвешенный на мышцах и связках сразу же за зрачком хрусталик преломляют световой поток, как оптическая система фотоаппарата, и фокусируют изображение предмета на сетчатке. При рассматривании предметов на разных расстояниях от глаз происходит аккомодация — фокусировка изображения точно на сетчатке за счет изменения формы хрусталика. Способность к такой аккомодации у кошки и собаки в 2-3 раза меньше, чем у высших обезьян и человека.

На сетчатке световой поток попадает на фоторецепторы. Фоторецепторы — это клетки, содержащие окрашенное вещество — пигмент, которые под действием света обесцвечиваются, при этом молекулы пигмента изменяют свою форму, что приводит к возникновению электрического потенциала. Фоторецепторы различаются по форме и делятся на два типа: палочки и колбочки. В палочках содержится один пигмент, поэтому они обеспечивают сумеречное бесцветное зрение. В колбочках пигменты трех видов, они составляют основу цветового дневного зрения. Соотношение палочек и колбочек у животных разных видов отличается. Способность отличить мелкие детали (острота зрения) обеспечивается колбочками. В сетчатке существует место наилучшего видения, которое у человека имеет форму ямки, а у кошки — диска. Здесь расположены в основном колбочки. Повороты головы и взора способствуют попаданию изображения предмета в область лучшего видения на сетчатке.

У многих ночных животных, в том числе и у кошки, возле фоторецепторов расположены специальные образования — тапетум, отражающие не поглощенный клетками сетчатки свет снова на фоторецепторы, что обеспечивает лучшее видение в сумерках. Глаза животных, у которых есть тапетум, светятся в темноте.

В сетчатке, кроме фоторецепторов, есть еще несколько слоев нервных клеток, от которых электрический сигнал по зрительному нерву поступает в мозг. Пути от правого и левого глаза перекрещиваются, так что в каждое полушарие мозга приходит информация от обоих глаз. Пространства, которые кошка видит правым и левым глазом (поля зрения) перекрываются спереди на 45 % так, что животное может видеть один и тот же предмет одновременно обоими глазами. Это лежит в основе способности животного определять форму предмета и расстояние до него. Кошки с расстояния в один метр различают удаленность площадки, на которую они прыгают, с точностью до 3-5 см.

Поведение животных, направляемое зрением, во многом зависит от обучения. Это было продемонстрировано в специальном исследовании. Котят
воспитывали до 8 недель в темноте, а затем с 8 до 12 недель в установке, которая представляла собой карусель с двумя кабинками. В одной кабинке котенок сидел, а во второй котенок был укреплен так, что ходил лапками по полу и возил первого котенка. После такой четырехнедельной тренировки котенок, который сам ходил, хорошо выполнял тесты на определение высоты пола, приземления на лапки и другие; а тот, который только смотрел по сторонам, сделал ошибки во всех пробах.

Информация от сетчатки приходит в зрительную область коры мозга, где происходит самая существенная ее обработка. Нервные клетки коры мозга меняют свою активность в зависимости от того, показывают ли кошке светящуюся линию, пятно или мышь. Если кошки потеряют зрение в раннем возрасте, то область нейронов, связанных со зрением, в коре мозга уменьшается, и за их счет увеличивается количество нейронов, связанных с различением слуховых и кожных раздражителей. Усы у таких кошек становятся на 30 % длиннее, чем у зрячих кошек. Увеличение роли слуха, обоняния и других органов чувств компенсирует потерю зрения так хорошо, что поведение таких животных ничем не отличается от поведения нормальных. Однако, нарушения в мозговых зрительных структурных приведут к тому, что тонкая психика животных, нюансы настроения не будут отражаться в прекрасных глазах кошки.