在某些哺乳动物如牛、马、羊等，它们的两眼长在头的两侧，因此两眼的视野完全不重叠，左眼和右眼各自感受不同侧面的光刺激，这些动物仅有单眼视觉（monocularvision)。人和灵长类动物的双眼都在头部的前方，两眼的鼻侧视野相互重叠，因此凡落在此范围内的任何物体都能同时被两眼所见，两眼同时看某一物体时产生的视觉称为双眼视觉（binocularvision)。双眼视物时，两眼视网膜上各形成一个完整的物像，由于眼外肌的精细协调运动，可使来自物体同一部分的光线成像于两眼视网膜的对称点上，并在主观上产生单一物体的视觉，称为单视。眼外肌瘫痪或眼球内肿瘤压迫等都可使物像落在两眼视网膜的非对称点上，因而在主观上产生有一定程度互相重叠的两个物体的感觉，称为复视（diplopia）。双眼视觉的优点是可以弥补单眼视野中的盲区缺损，扩大视野，并产生立体视觉。
双眼视物时，主观上可产生被视物体的厚度以及空间的深度或距离等感觉，称为立体视觉（stereopsis)。其主要原因是同一被视物体在两眼视网膜上的像并不完全相同，左眼从左方看到物体的左侧面较多，而右眼则从右方看到物体的右侧面较多。来自两眼的图像信息经过视觉高级中枢处理后，产生一个有立体感的物体的形象。然而，在单眼视物时，有时也能产生一定程度的立体感觉，这主要是通过调节和单眼运动而获得的。另外，这种立体感觉的产生与生活经验、物体表面的阴影等也有关。但是，良好的立体视觉只有在双眼观察时才有可能。
立体视觉是人眼对看到的景象具有的深度感知能力，而这些感知能力又源自人眼可以提取出景象中的深度要素。
除了双目视觉可产生立体感外，单眼看空间景物时，也能辨别物体的前后深度，具有一定的立体感。对于三维显示技术，更为全面地了解眼睛的立体视觉因素具有重要的意义。现代心理学公认有十种要素来察觉像的深度，其中涉及生理机能的有四种，涉及心理暗示的有六种。
(1)双目视差(binocularparallax)。由于人的两只眼睛存在间距(平均值为65mm)，因此对于同一景物，左右眼的相对位置(relativeposition)是不同的，这就产生了双目视差，即左右眼看到的是有差异的图像。
(2)眼睛的适应性调节(ac