Il émerge de la rétine de chaque oeil et se regroupe en un faisceau de fibres nerveuses qui traversent le canal optique situé à l'arrière de l'orbite. Ces fibres se rejoignent pour former le nerf optique, qui se connecte ensuite au cerveau au niveau du chiasma optique. A partir de là,  une partie des fibres nerveuses du nerf optique croise la ligne médiane, de sorte que les informations visuelles provenant du côté nasal (médial) de la rétine d'un oeil sont transmises au cortex visuel du côté opposé du cerveau.

Les informations visuelles provenant du côté temporal (latéral) de la rétine d'un oeil sont transmises au cortex visuel du même côté du cerveau. Le nerf optique transmet les signaux lumineux capturés par la rétine vers les centres visuels du cerveau, où ces signaux sont traités pour former une image visuelle. Le cortex visuel analyse ensuite cette information pour percevoir les formes, les couleurs, les mouvements et d'autres caractéristiques visuelles.