La vue est son sens primordial. Son champ de vision est plus étendu que celui des humains : l’angle de vision binoculaire est de 130°, pour un champ de vision total de 287°, contre seulement 180° chez l’homme[18], ce qui reste cependant loin du record absolu du monde animal.
L’intensité lumineuse influence la forme de la pupille : allongée en fente étroite en pleine lumière, elle se dilate en un cercle parfait à la pénombre. Contrairement à une idée répandue, il est incapable de voir dans le noir complet. Il est toutefois beaucoup plus performant que l’œil humain dans la pénombre. La nuit, l’aspect brillant des yeux est dû à une couche de cellules de la rétine, appelée tapetum lucidum, qui agit comme un miroir et renvoie la lumière perçue, ce qui la fait passer une seconde fois dans la rétine et multiplie son acuité visuelle dans l’obscurité[10].
En revanche, il semblerait (cela est encore discuté) que le chat ne perçoive pas la couleur rouge et que, d’une manière générale, il distingue très mal les détails. Sa vision est granuleuse sur les images fixes tandis qu’un objet en mouvement lui apparaît plus net (par exemple une proie en mouvement)[10].
Une particularité de l’œil du chat est qu’outre les paupières inférieure et supérieure, il est protégé par une troisième paupière, la membrane nictitante. Celle-ci se ferme à partir du bord inférieur du coin interne de l’œil vers l’extérieur. Quand elle ne se referme pas complètement, c’est souvent le signe d’un problème de santé chez le chat[10]. Les chats peuvent avoir les yeux de différentes couleurs comme bleus, verts, jaunes, marrons...