人类生活在光的世界里，人的视觉系统可看作是光学系统与神经系统的复杂组合。
图1.人眼结构图
人类对光的感知是依靠视网膜细胞，圆锥细胞负责感知光度（较强光）和色彩，杆状细胞仅能感知光度，不能感知颜色，但其对光的敏感度是圆锥细胞的一万倍。在微弱光环境下杆状细胞起主要作用，因此我们不能在暗环境中分辨颜色。一些数码相机的夜光拍摄模式也模拟了这一特性。
视网膜中三种圆锥细胞有重叠的频率响应曲线，但响应强度有所不同，他们分别对红(570nm), 绿(535nm), 蓝(445nm)光敏感，共同决定了色彩感觉。光度正比于视网膜细胞接受到的光强度能量，但人类对相同强度不同波长的光具有不同的敏感度。可感知的波长范围380nm~780nm，称为可见光。其中对绿色(555nm)光产生最大的光强敏感度。
