Het licht dat door het hoornvlies en de lens op het netvlies geprojecteerd wordt, gaat via de oogzenuw naar de hersenen, zodat de beelden daar geïnterpreteerd kunnen worden. Het ‘zien’ gebeurt dus eigenlijk in de hersenen. Naast het zicht controleert het centrale zenuwstelsel ook de beweging van de ogen, de oogleden, de iris en de traanproductie. Afwijkingen in de controle van deze functies kunnen aanleiding geven tot aandoeningen als het syndroom van Horner, dysautonomie, scheel kijken, blindheid, droge ogen, ongelijke pupillen, etc. De neuro-oftalmologie onderzoekt wat er fout loopt in de samenwerking tussen het oog en de hersenen. Door bepaalde reflexen te testen (knipperen, obstakels, dreigrespons, pupilgrootte, oogbeweging) wordt de lokalisatie van het neurologische probleem bepaald.
