Trzecią błonę oka, wewnętrzną, stanowi siatkówka

Zawiera ona najbardziej istotny element narządu wzroku, a mianowicie komórki nerwowe nastawione na odbieranie bodźców świetlnych. Specjalizacja tych komórek jest tak daleko posunięta, że odbierają one różne natężenia światła, a także i różne barwy, które zależą od długości fali świetlnej. Odchodzące od komórek nerwowych siatkówki włókna nerwowe łączą się w nerw wzrokowy, który wnika przez otwór znajdujący się na dnie oczodołu od wnętrza czaszki i kończy się w ośrodkach podkorowych. Z ośrodków tych bodźce świetlne odbierane przez oko przekazywane są do kory mózgowej, gdzie wytwarzają się wrażenia wzrokowe. Wnętrze gałki ocznej nie jest puste. Część ograniczona od przodu rogówką, a od tyłu soczewką zawiera przezroczystą ciecz wodną. Część tylna, znajdująca się poza soczewką, wypełniona jest również przezroczystą, galaretowatą masą zwaną ciałkiem szklistym. Od przodu ciałko szkliste posiada wyraźne zagłębienie, do którego przylega soczewka oka. Wspólną cechą cieczy wodnej, soczewki i ciałka szklistego jest ich przejrzystość. Promienie świetlne przechodząc przez ten układ ulegają załamaniu, co jest koniecznym warunkiem wytworzenia się obrazu na siatkówce oka. Dużą ruchomość gałki ocznej zapewniają jej mięśnie przyczepiające się jednym końcem do kości oczodołu, a drugim do twardówki. Są to 4 mięśnie oka proste: górny, dolny, przyśrodkowy i boczny, oraz mięśnie skośne: skośny górny i skośny dolny.