Normalerweise bündeln sich die Lichtstrahlen, die ins Auge fallen, auf der Netzhaut, wo sie ein scharfes Bild erzeugen.

Bei einer Kurzsichtigkeit treffen sich die Strahlen jedoch vor der Netzhaut, weil entweder das Auge zu lang gebaut ist oder das Licht zu stark gebündelt wird. Das Ergebnis bleibt unabhängig von der Ursache gleich: weiter entfernte Objekte erscheinen unscharf, gutes Sehen ist nur in der Nähe möglich – abhängig von der Stärke der Kurzsichtigkeit.

Im Gegensatz zu den Kurzsichtigen können Weitsichtige in der Ferne gut sehen und in der Nähe nicht.

Die Lichtstrahlen werden zu schwach „gebrochen“ beziehungsweise ist das Auge zu kurz, so dass sich der Brennpunkt nicht auf der Netzhaut befindet. Eine Weitsichtigkeit kann unter Aufwendung der Kraft der Augenmuskeln bis zu einem gewissen Grad ausgeglichen werden – durch diese Anstrengung kann es zu Kopfschmerzen kommen.

Hornhautverkrümmung - auch Stabsichtigkeit genannt - kann sowohl zusammen mit Kurz- oder Weitsichtigkeit, als auch als eigenständige Fehlsichtigkeit auftreten.

Da die auf das Auge auftreffenden parallelen Lichtstrahlen durch eine ungleichmäßige Hornhautwölbung nicht überall gleich stark gebrochen werden, entsteht auf der Netzhaut ein unklares Bild. Ein Punkt erscheint als Linie ("Stab"), Kreise beispielsweise als Ellipsen. 

Die Augenlinse kann mithilfe der Augenmuskeln gewölbt und gestreckt werden, dadurch verändert sich die Brechkraft des Auges. Nur durch diese Funktion ist es möglich, dass sich die Augen auf unterschiedliche Entfernungen einstellen können und somit ein scharfes Sehen in der Nähe und Ferne ermöglichen.

Mit zunehmendem Alter nehmen die Muskelkraft und die Elastizität der Augenlinse ab, in der Regel macht sich diese Alterssichtigkeit (Presbyopie) ab dem 40. Lebensjahr bemerkbar. Das ist der Zeitpunkt, ab dem eine Lese- oder Gleitsichtbrille das Sehen in der Nähe erleichtert.

Stäbchen und Zapfen im Auge sorgen für das Sehen, die Stäbchen sind dabei die lichtempfindlicheren Zellen, die verstärkt in der Dunkelheit zum Einsatz kommen. In der Dämmerung wird das Sehen bereits physiologisch bedingt schlechter, funktionieren aber zusätzlich die Stäbchen nicht ausreichend, erschwert sich das Sehen hier zusätzlich.

Etwa jeder zehnte Mann ist von einer Beeinträchtigung seines Farbensehens betroffen, bei Frauen dagegen funktionieren die dafür verantwortlichen Zapfen auf der Netzhaut meist einwandfrei. Oft macht sich eine angeborene Rot- Grünschwäche bemerkbar, in Ausnahmefällen kommt es zu einer Farbenblindheit (Achromasie), die genauso wenig zu korrigieren ist wie die Farbschwäche.