Oko je tělesný orgán přijímající světlo. Subjektivní zrakový vjem vzniká podrážděním zrakového nervu. Podráždění je ovlivněné osvětlením sítnice. Oční bulva má přibližně kulový tvar o průměru 24 mm. Dutina oka je vyplněna sklivcem, což je průhledná rosolovitá látka. Oční čočka je bikonvexní, zadní plocha je více zakřivena než přední. Čočka se skládá z vrstev průhledných buněk, jejichž index lomu ke středu stoupá. Zrakový vjem vzniká tím, že se paprsky, přicházející z okolního světa, spojují optickou soustavou oka na sítnici a zde se setkávají s buňkami citlivými na světlo. Nejcitlivější místo na sítnici je tzv. žlutá skvrna, jejíž střed leží poblíž optické osy oka. Nejméně citlivá oblast se nachází v místě, kde vstupuje do oka nerv. Toto místo se nazývá slepá skvrna, a nachází se pod optickou osou oka. Na sítnici jsou dva druhy buněk citlivých na světlo, tyčinky a čípky. Tyčinky vynikají značnou citlivostí na světlo, jsou však jen jednoho druhu, a proto s nimi nemůžeme rozlišit barvu. Citlivost čípků je menší, umožňují však rozeznávat barvy, protože jsou tři druhy čípků, jedny jsou citlivé na červenou, druhé na zelenou a třetí na modrou barvu. Celkem je na sítnici přibližně 7 miliónů čípků a 130 miliónů tyčinek. V případě, že osvětlení je dosti intenzivní, je vidění zajišťováno čípky, pak hovoříme o vidění fotopickém. Při malých osvětleních se aktivují tyčinky a umožňují tzv. skotopické vidění. Vzhledem k tomu, že zastoupení tyčinek roste směrem od centra vidění, tak dochází k jevu, že slabé a mlhavé objekty zahlédneme snáze při nepřímém vidění než při vidění přímém (na objekt se nedíváme přímo, ale díváme se "kousek" vedle něj). Oko není citlivé na všechny barvy stejně. Při fotopickém vidění je nejcitlivější na žlutozelenou barvu (vlnová délka tohoto světle je okolo 555 nm), citlivost směrem ke kratším vlnovým délkám klesá. Při slabém osvětlení, kdy se uplatňuje vidění skotopické, je maximum citlivosti posunuto k 510 nm. Výrazně červené objekty tyčinky nevnímají, mohou být vnímány pouze díky "červeným" čípkům. Klesá-li osvětlení, tak se posouvá maximum citlivosti oka ke kratším vlnovým délkám. Jde o tzv. Purkyňův jev (- zrakový efekt spočívající v tom, že při vizuálním pozorování slabých světelných zdrojů ve tmě se mění spektrální citlivost oka, snižuje se jeho citlivost na červenou oblast. Vlnová délka, na kterou je oko přes den nejvíc citlivé /543 nm/, se může ve tmě posunout až o 50 nm do modré oblasti spektra. Tento jev výrazně ovlivňuje vizuální určování jasnosti proměnných hvězd, kdy jsou ve větším dalekohledu červené hvězdy oproti bílým vnímány jasněji, než je to při použití menšího přístroje). Šířka zorného pole oka je ve směru vodorovném 150° a ve směru svislém je to 120°. Pole přímého vidění je však omezeno jen na 0.75°. Mozek samočinně reguluje osvětlení sítnice, což se děje stahováním nebo rozšiřováním duhovky. Nejmenší průměr oční pupily je při velké úrovni osvětlení kolem 2 mm a při slabém osvětlení se duhovka roztáhne až na 8 mm. Viditelnost objektu závisí na adaptaci oka na tmu, na jasu pozadí, na kontrastu objektu vůči pozadí a na rozlišovací schopnosti oka. Pro astronomy je hlavně důležitá adaptace oka na tmu, což znamená, ze se do funkčního stavu aktivují tyčinky, které jsou při běžném osvětlení mimo provoz. Chce-li pozorovatel pozorovat slabé objekty, tak musí nechat oči dostatečně adaptovat na tmu. Dokonalá adaptace trvá asi 60 minut, kdy citlivost sítnice roste nejprve velice rychle a poté pomaleji. Naopak při vstupu ze tmy do světla se musí tyčinky z činnosti vyřadit. To nastane poměrně rychle, intenzivnímu světlu se oko přizpůsobí do 3 minut. Důležitou charakteristikou oka je jeho rozlišovací schopnost, což je schopnost rozlišit dva světelné zdroje ležící těsně vedle sebe. Je závislá na hustotě čípků v centru žluté skvrny a není větší než 1 úhlová minuta. Věkem se schopnost akomodace (zaostření) oka na blízké předměty snižuje. Nejčastější chyby oka jsou krátkozrakost a dalekozrakost. Dále se vyskytují i jiné vady oka, jako např. sférická aberace (světelné paprsky procházející okrajem oční čočky se více lámou něž paprsky blízko optické osy), koma (vzniká tím, že svazek světelných paprsků po lomu nemá osovou symetrii, paprsky procházejí různými částmi čočky střetávají se v rozdílných vzdálenostech od hlavního ohniska; svítící bod mimo optickou osu čočky se zobrazí ve tvaru komety s jasným jádrem) a velká chromatická aberace (její příčinou je závislost indexu lomu světla na její vlnové délce), ale tyto chyby se při subjektivním pozorování předmětů projevují jen málo.