miniatura|Amb la mirada endavant, l'àliga calba té un ampli camp de visió binocular. La visió és el sentit més important per a les aus, ja que una bona visió és essencial per la seguretat del vol. Aquest grup animal té diverses adaptacions que donen una agudesa visual superior a la d'altres grups vertebrats. Per exemple, un colom ha estat descrit com "dos ulls amb ales".Güntürkün, Onur, "Structure and functions of the eye" in Sturkie (1998) 1–18 L'ull dels ocells s'assembla als dels rèptils, amb músculs ciliars que poden canviar la forma del cristal·li ràpidament i en major mesura que en els mamífers. Les aus tenen els ulls més grossos de tot el regne animal en relació amb el seu volum, i el moviment és, doncs, limitat dins la presa òssia de l'ull. A més de les dues parpelles que es solen trobar en els vertebrats, està protegit per una tercera membrana mòbil transparent anomenada membrana nictitant.
L'anatomia interna de l'ull és similar a la d'altres vertebrats però té una estructura, el pecten oculi, única en els ocells.
Alguns grups d'ocells tenen modificacions específiques del sistema visual relacionades amb la forma de vida. Les aus rapinyaires tenen una densitat molt alta de receptors i altres adaptacions que maximitzen l'agudesa visual. La col·locació dels seus ulls els proporciona una bona visió binocular que permet un mesurament exacte de les distàncies. Les espècies nocturnes tenen ulls tubulars amb un baix nombre de detectors de color però una alta densitat de bastonets de la retina que funcionen bé amb poca llum. Els estèrnids, les gavines i els albatros es troben entre les aus marines que presenten gotes d'oli vermell o groc en els receptors del color per millorar la visió a distància, especialment en condicions de broma atmosfèrica.
Anatomia extraocular L'ull d'un ocell s'assembla més al dels rèptils. A diferència de l'ull dels mamífers no és esfèric i la forma més plana permet que es concentri més en el seu camp visual. Un cercle de plaques òssies, l'anell escleròtic, envolta l'ull i el manté rígid. Disposa d'una millora respecte a l'ull reptilià que també es troba en mamífers. La lent s'impulsa més endavant augmentant la mida de la imatge a la retina.Sinclair (1985) 88-100 esquerra|miniatura|Camps visuals per a un colom i un mussol La majoria dels ocells no poden moure els ulls tot i que hi ha excepcions, com ara el corb marí gros. Les aus amb els ulls als costats del cap tenen un camp visual ampli útil per a detectar depredadors, mentre que les que tenen els ulls a la part frontal del cap, com els mussols, tenen una visió binocular i poden estimar distàncies en la caça. La becada americana té, probablement, el camp visual més ampli de qualsevol ocell, 360 ° en el pla horitzontal i 180° en el vertical. miniatura|La membrana nictitant d'una fredeluga emmascarada Les parpelles d'un ocell no s'utilitzen per a parpellejar. En canvi, l'ull està lubricat per la membrana nictinant, una tercera parpella oculta que es mou horitzontalment a través de l'ull com un eixugaparabrisas. La membrana nictitant també cobreix l'ull i actua com una lent de contacte en moltes aus aquàtiques quan estàn sota l'aigua. Quan dormen, la parpella inferior s'eleva per cobrir l'ull en la majoria dels ocells, a excepció dels mussols banyuts on la parpella superior és mòbil.
L'ull també es neteja per secrecions lacrimògiques de la glàndula lacrimal i el protegeix amb una substància oliosa de les glàndules Harderianes que recobreixen la còrnia i impedeixen la sequedat. Comparat amb la seva mida i respecte a altres grups d'animals, l'ull d'un ocell és més gros malgrat que bona part d'aquest està ocult al seu crani. L'estruç té l'ull més gros que qualsevol vertebrat terrestre, amb una longitud axial de 50 mm, el doble de l'ull humà.
La mida dels ulls d'ocells està àmpliament relacionada amb la massa corporal. Un estudi de cinc ordres (lloros, coloms, petrells, rapinyaires i mussols) va demostrar que la massa ocular és proporcional a la massa corporal tot i que pels seus hàbits i ecologia visual, els rapinyaires i els mussols tenen uns ulls relativament mes grossos amb relació a la seva massa corporal.
Els estudis sobre el comportament demostren que moltes espècies d'ocells focalitzen objectes llunyans preferentment amb el seu camp de visió lateral i monocular. Les aus s'orientaran cap als costats per maximitzar la resolució visual. Per a un colom, la resolució és dues vegades millor amb la visió monocular lateral, que la visió binocular recta, mentre que per als humans, és a l'inrevés. esquerra|miniatura|El pit-roig té uns ulls relativament grossos i comença a cantar a primera hora del matí. El rendiment de l'ull en nivells baixos de llum depèn de la distància entre la lent i la retina. Els ocells petits es veuen obligats a ser diürns perquè els seus ulls no són prou grossos per actuar amb una visió nocturna adequada. Tot i que moltes espècies migren de nit, sovint xoquen amb objectes brillants com ara fars o plataformes de petroli.
L Les aus amb ulls relativament grossos en comparació amb la seva massa corporal, com ara les cotxes cua-roges i els pit-roig canten mépits-roigs incrementaven més la seva massa cap al vespre alimentant-se quan les nits eren fredes.
Les aus nocturnes tenen els ulls optimitzats per a la sensibilitat visual, amb grans còrnies en relació amb la longitud de l'ull mentre que les aus diürnes tenen uns ulls més llargs en relació amb el diàmetre de la còrnia per donar una millor agudesa visual. La informació sobre les activitats d'espècies extingides es pot deduir de les mesures de l'anell escleròtic i la profunditat de l'òrbita. Per a poder fer aquesta última mesura, el fòssil hauria d'haver conservat la forma tridimensional, de manera que el patró d'activitat no es pugui determinar amb confiança en exemplars aplanats com Archeopteryx, que té un anell escleròtic complet però no té mesura de l'òrbita.
Anatomia de l'ull miniatura|Anatomia de l'ull dels ocells Les estructures principals de l'ull dels ocells són similars a les d'altres vertebrats. La capa exterior de l'ull està formada per la còrnia transparent a la part davantera, i dues capes escleròtiques: una capa dura de fibra de col·lagen blanc que envolta la resta de l'ull i recolza i protegeix l'ull en conjunt. L'ull està dividit internament per la cristal·lí en dos segments principals: el segment anterior i el segment posterior. La cambra anterior s'omple d'un fluid aquós anomenat humor aquós, i la cambra posterior conté l'humor vitri, una substància clara com la gelatina.
El cristal·lí és un cos convex transparent o en forma de "lent" amb una capa externa més dura i una capa interior més suau. Centra la llum a la retina. La forma de la lent es pot veure alterada per músculs ciliars que s'uneixen directament a la càpsula de la lent mitjançant les fibres zonulars. A més d'aquests músculs, alguns ocells també tenen un segon conjunt, els músculs de Crampton, que poden canviar la forma de la còrnia, donant així a les aus un major camp d'acomodació de l'ull que és possible per als mamífers. Aquesta acomodació pot ser ràpida en algunes aus cabussadores com les del gènere mergus. L'iris és un diafragma de color muscular que treball davant de la lent que controla la quantitat de llum que entra a l'ull. Al centre de l'iris es troba la pupil·la, d'àrea circular variable per on passa la llum a l'ull.Sinclair (1985) 88-100 esquerra|miniatura|Els colibrís es troben entre els molts ocells amb dues fòvees òptiques La retina és una estructura de múltiples capes corbes relativament suaus que conté els bastonets fotosensibles i les cèl·lules de con amb les neurones associades i els vasos sanguinis. La densitat dels fotoreceptors és fonamental per determinar la màxima agudesa visual assolible. Els humans tenim uns 200.000 receptors per mm ², però el pardal domèstic en té 400.000 i l'aligot comú 1.000.000. Els fotoreceptors no estan tots connectats individualment al nervi òptic, i la relació dels ganglis nerviosos amb els receptors és important per determinar l'agudesa visual. Aquest és un índex molt alt per a les aus. La cuereta blanca té 100.000 cèl·lules ganglionàries i fins a 120.000 fotoreceptors.Sinclair (1985) 88-100
Els bastonets són més sensibles a la llum, però no proporcionen informació sobre color, mentre que els cons menys sensibles permeten la visió del color. En ocells diürns, el 80% dels receptors poden ser cons (90% en alguns apòdids), mentre que els mussols nocturns tenen gairebé tots els bastonets. Com passa amb altres vertebrats, excepte els mamífers placentaris (euteris), alguns dels cons poden ser cons dobles. Aquests poden suposar el 50% de tots els cons en algunes espècies.Nalbach Hans-Ortwin; Wolf-Oberhollenzer, Friedericke; Remy Monika. "Exploring the image" in Ziegler & Bischof (1993) 26–28
Cap al centre de la retina es troba la fòvea òptica (o l'àrea centralis menys especialitzada) que presenta una densitat més gran de receptors, i és l'àrea de major agudesa visual cap endavant. És a dir, la detecció més clara i clara dels objectes. En el 54% de les aus, incloses les rapinyaires, alcedínidss, colibrís i hirundínids, hi ha una segona fòvea per a la visualització lateral. El nervi òptic és un feix de fibres nervioses que transporten missatges des de l'ull cap a les parts rellevants del cervell. Igual que els mamífers, les aus tenen un petit punt cec sense fotoreceptors al disc òptic, sota el qual el nervi òptic i els vasos sanguinis s'uneixen a l'ull.Sinclair (1985) 88-100
El pecten ocular és un cos poc estudiat format per teixit plegat que surt de la retina. Està ben proveït de vasos sanguinis i sembla que manté la retina subministrada amb nutrients. També pot fer ombra a la retina de la llum enlluernadora o ajudar a detectar objectes en moviment.Sinclair (1985) 88-100 Aquest cos està abundantment farcit de grànuls de melanina que tenen per funció absorbir la llum perduda que entra a l'ull de l'ocell per reduir l'enlluernament de fons. Un petit escalfament del pecten oculi a través de l'absorció de la llum per part dels grànuls de melanina pot millorar la taxa metabòlica de pectè. Es considera que aquesta conducta aconsegueix augmentar la secreció de nutrients a l'humor vitri, que serà absorbida per la retina avascular de les aus per millorar la nutrició. Es considera que una activitat enzimàtica extra-alta de la fosfatasa alcalina en el pecten oculi pot ajudar a la secreció alta del pectè per complementar la nutrició de la retina.
El coroide és una capa situada darrere de la retina que conté moltes petites artèries i venes. Aquests proporcionen sang arterial a la retina i drenen la sang venosa. El coroide conté melanina, un pigment que proporciona al l'ulls interior el seu color fosc, ajudant a evitar reflexos pertorbadors.
Percepció de la llum miniatura|Els quatre pigments dels cons dels estríldids amplien el rang de visió del color ultraviolat.The effect of the coloured oil droplets is to narrow and shift the absorption peak for each pigment. The absorption peaks without the oil droplets would be broader and less peaked, but these are not shown here.