Medir os sentidos dos animais pode ser difícil, principalmente por que não existem meios explícitos de comunicação entre o objecto do teste e o examinador. Entretanto, testes indicam que a visão aguçada dos gatos é largamente superior no período noturno em comparação aos humanos, mas menos eficaz durante o dia.
Os gatos, como os cães, possuem o tapetum lucidum, uma membrana posicionada dentro do globo ocular que reestimula a retina ao refletir a luz na cavidade. Enquanto esse artifício melhora a visão noturna, parece reduzir a acuidade visual na presença de luz abundante. Quando há muita luminosidade, a pupila em formato de fenda fecha-se o máximo possível, para reduzir a quantidade de luz a atingir a retina, o que também resguarda a noção de profundidade. O tapetum e outros mecanismos dão aos gatos um limiar de detecção de luminosidade 7 vezes menor que a dos humanos.
Os gatos têm, em média, campo visual estimado em 200°, contra 180° dos humanos, com sobreposição binocular mais estreita que a dos humanos. Como em muitos predadores, os olhos ficam posicionados na parte frontal da cabeça do animal, ampliando a noção de profundidade em detrimento da largura do campo de visão.
O campo de visão depende principalmente do posicionamento dos olhos, mas também pode estar relacionada com a construção dos olhos. Ao invés da fóvea que dá aos humanos excelente visão central, os gatos têm uma faixa central marcando a intersecção binocular. Aparentemente os gatos conseguem diferenciar cores, especialmente à curta distância, mas sem subtileza apreciável, em termos humanos.
Os gatos também possuem uma terceira membrana protectora dos olhos, a membrana de nictação (que é o acto de fechar os olhos instintivamente na presença de luz intensa). Essa membrana fecha parcialmente quando o animal está doente. Se o gato mostra frequentemente essa terceira pálpebra, é um possível indicativo de doença.
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