В основі черепа обидва зорових нерви зливаються, а носові половини нервових волокон перехрещуються і переходять на протилежний бік (перехрест зорових нервів). Перехрещена частина волокон несе імпульси від тих відділів сітківки, на які падають промені від зовнішньої половини поля зору. Тому зоровий нерв, що пройшов через перехрестя, несе інформацію у кожну половину мозку переважно від відповідної половини зорового поля обох очей.
Зоровий тракт підходить до латеральних колінчастих тіл. Причому частина волокон перед вступом до них утворює відгалуження до нейронів верхніх горбків. Зоровий сигнал, пройшовши через ці структури, надходить до первинної зорової кори, розташованої у потиличній ділянці мозку. Поруч із нею розташовані вторинна і третинна зорові ділянки кори великого мозку.
На рівні нейронів підкіркових ядер можна знайти рецептивні поля, які забезпечують їх зв'язок з конкретними рецепторами сітківки. У кожному із зазначених ядер відбувається відповідна обробка зорової інформації. У цих же ядрах здійснюється широка взаємодія зорових нейронів із прилеглими структурами ЦНС. Так, у верхніх горбках чотиригорбкового тіла нейрони відповідають появою ПД переважно на стимул, що рухається. У такому разі деякі нейрони реагують на рух зорового стимула через рецептивне поле лише в чітко визначеному напрямку, в інших напрямках ця визначеність виражена менше. Тобто для появи реакції нейрона є необхідним рух предмета. До того ж нейрони верхніх горбків чотиригорбкового тіла водночас із зоровими сигналами одержують інформацію про звуки, положення голови, а також опрацьовану зорову інформацію, що повертається по петлі зворотного зв'язку від нейронів первинної зорової кори. Виходячи з цього, вважають, що передні горбки чотиригорбкового тіла є первинними центрами інтегрування сенсорної інформації, яка використовується для просторової орієнтації.
У латеральному колінчастому тілі можна виділити два класи нейронів: ті, що реагують на зміну контрасту, і ті, що реагують на світло та темряву. Деякі нейрони мають кольорочутливі рецептивні поля. Система нейронів сітківки і латерального колінчастого тіла виконує аналіз зорових стимулів, оцінюючи їх колірні характеристики, просторовий контраст і середню освітленість різних ділянок поля зору.
Наступний етап аналізу зорових стимулів пов'язаний з функцією кори великого мозку. Як і в інших зонах кори, тут нейрони згруповані у вертикальні стовпчики однакового функціонального призначення з діаметром приблизно 1 мм. У первинній зоні кори лише невелика частина нейронів реагує на прості стимули типу "світло чи темрява". Інша група нейронів відповідає на порівняно прості контури визначеної орієнтації, їх злами. Однак більшість нейронів кори забезпечує розпізнавання складних і надскладних зорових подразнень. Складні - це межі між темним і світлим, межі певної орієнтації чи розриви меж певної орієнтації та ширини тощо. Надскладні - це межі між світлим і темним чітко визначеної орієнтації та обмеженої довжини, визначені кути, складні злами ліній тощо.
Крім потиличної ділянки кори у ній є ще ряд нейронних полів, причетних до обробки зорових сигналів. Так, у тім 'яній частці кори є нейрони, що здійснюють подальшу (після зорових зон потиличної частки) обробку інформації. Цей відділ відіграє значну роль у регулюванні руху очей і голови під час фіксації об'єкта. Нейрони, що задіяні в обробці зорової інформації, є і в інших відділах асоціативних зон кори (скронева і лобова частки).
У результаті в корі великого мозку, наприклад, для сприйняття якої-небудь букви одночасно повинні збуджуватися багато нейронів, кожен з яких реагує на визначену частину букви. Їх збудження створює своєрідну нейронну мозаїку, яка у процесі навчання і дає змогу сприймати цю букву як ціле.
