人眼视网膜有4层主要功能细胞，从前至后依次为色素细胞层，感光细胞层，双极细胞层和节细胞层。

　　在人和大多数脊椎动物的视网膜中存在着两种感光换能系统。一种称视杆系统或晚光觉系统它是由视杆细胞，双极细胞和节细胞组成的感光换能系统，这是因为视杆细胞对光的敏感度高，能在夜晚昏暗条件下感受光刺激引起视觉。另一种由视锥细胞，双级细胞和节细胞组成，称视椎系统或昼光觉系统，这是由于视锥细胞对光敏感性较低，只能在白昼光的强光条件下才能引起视觉，但它能辨别颜色，能看清物体表面的细节与轮廓境界，空间分辨能力强。

　　证明这两种相对独立的感光换能系统存在的主要依据是：

　　（1）人视网膜中视杆和视锥细胞在空间上的分布极不均匀。越近视网膜周边部，视杆细胞越多而视锥细胞愈少；愈近视网膜中心部，视杆细胞愈少而视锥细胞愈多；在黄斑中心的中央凹处，仅有视锥细胞而无视杆细胞。与上述细胞分布相对应，人眼视觉的特点正是中央凹在亮光处有最高的视敏度和色觉医学教育网搜集整理，在暗处则较差；相反，视网膜周边部则能感受弱光的刺激，但无色觉且清晰度较差。

　　（2）两种感光细胞和双极细胞以及细胞形成信息传递通路时，其联系方式有所有同。在视杆系统普遍存在会聚现象，即多个视杆细胞与同一个双极细胞联系，而多个双极细胞再与同一个神经节细胞联系的会聚式排列；视锥系统细胞间联系的会聚却少得多。在中央凹处甚至可看到一个视锥细胞只同一个双极细胞联系，而该双极细胞也只同一个神经节细胞联系的情况。这种低程度会聚或无会聚的“单线联系”，使视锥系统具有较高的分辨能力。

　　（3）从动物种系的特点来看，某些只在白昼活动的动物如爬虫类和鸡等，视网膜仅有视锥细胞而无视杆细胞；而另一些只在夜间活动的动物如猫头鹰等，视网膜中不含视锥细胞而只有视杆细胞。

　　（4）视杆细胞只含有一种视色素，即视紫红质，而视锥细胞却含三种吸收光谱特性不同的视色素，这是同视杆系统无色觉而视锥系统有色觉的事实相一致的。