Après avoir traversé les différents composants de l'oeil les rayons lumineux parviennent à la rétine. Il traversent alors les différentes couches de cette dernière pour finalement atteindre les opsines. Il s'agit des protéines des photorécepteurs sensibles  à la lumière, chacune couplée à un groupement rétinène (aldéhyde de la vitamine A, ou rétinol), l'ensemble étant nommé rhodopsine. Ces rhodopsines subissent donc l'arrivée des photons correspondants aux rayons lumineux. Ces photons sont alors absorbés par les rétinols. En absorbant cette énergie, les rétionols passent alors de la conformation 11-cis (configuration Z) à la conformation tout-trans (configuration E, appelée métarhodopsine II). On parle alors d'isomérisation photochimique du rétinol. Dès lors, la métarhodopsine II active la protéine de transducine et entraine la fermeture des canaux Na+ des cellules réceptrices, provoquant une hyper-polarisation membranaire qui elle engendre un potentiel d'action (signal parcourant les axones) électrique dans les cellules ganglionnaires. Ce processu est cyclique. En effet Le rétinol tout-trans se détache spontanément de la molécule d'opsine, se diffuse dans le milieu intra- puis extra-cellulaire où il est repris et, sous action enzymatique, est reconverti en rétinène 11-cis, au bout de 40 à 60 minutes chez l'homme.

 

Ainsi le fonctionnement des cellules photosensibles consiste donc à transformer de l'énergie lumineuse en énergie électrique, qui elle sera gérée par les neurones des centres cérébraux pour former une image compréhensible pour l'observateur. C'est sur cette réaction chimique que s'appuie le processus de la vision. Ces signaux sont ensite communiqués au cortex visuel à travers le nerf optique en passant par le corps geniculé latéral.