Mèo không nhìn thế giới chính xác như cách con người nhìn. Trong điều kiện ánh sáng yếu, mèo có thể nhìn thấy môi trường xung quanh tốt hơn người. Tuy nhiên, trong điều kiện ánh sáng tốt, mắt mèo phân biệt các chi tiết kém hơn mắt người rất nhiều.
Hai mắt của mèo ở hai mắt tương đối gần nhau nên mỗi mắt nhìn được những bức ảnh gần giống nhau. Bộ não chồng hình ảnh này lên trên hình ảnh khác, do đó tạo ra cái nhìn ba chiều về thế giới xung quanh chúng ta - hiệu ứng này được gọi là thị giác hai mắt.
Còn đối với bò, ngựa và các động vật khác, mà mắt đặt ở hai bên đầu, chúng chỉ thấy hai hình riêng biệt chồng lên nhau một chút. Đó là, nó không có mùi giống như hiệu ứng của tầm nhìn lập thể.
Một số mèo Xiêm gặp vấn đề với hình ảnh lớp phủ do khiếm khuyết trong việc truyền các xung thần kinh từ mắt đến não. Điều này dẫn đến sự xuất hiện của cái gọi là nhìn đôi. Để sửa hiệu ứng, con mèo phải nheo mắt lại.
Trước đây, người ta tin rằng mèo chỉ nhìn thấy màu sắc ở các sắc thái xám, tuy nhiên, theo kết quả của một số nghiên cứu, tuyên bố này đã bị bác bỏ. Số lượng hạn chế các đầu dây thần kinh hình nón trong võng mạc của mắt mèo vẫn mang lại cho chủ nhân của chúng khả năng nhìn màu sắc nhất định. Mắt mèo nhạy cảm với màu xanh lam và xanh lục, nhưng không phải màu đỏ. Vì vậy, thị lực của vật nuôi có đuôi và râu ria của chúng ta, mặc dù có màu sắc, không hoàn hảo như của con người.
