Las señales binoculares son señales de profundidad que dependen del uso de ambos ojos. Debido a que los ojos están separados horizontalmente, cada uno recibe una visión ligeramente diferente del mundo; el sistema visual aprovecha esa diferencia para recuperar la percepción de profundidad.

La principal clave binocular es la disparidad retiniana. Los objetos cercanos producen una mayor diferencia entre las dos imágenes retinianas que los objetos distantes. Las neuronas del cerebro sensibles a la disparidad calculan la profundidad a partir de esa diferencia. La convergencia —el movimiento de los ojos hacia adentro al fijar la mirada en un objeto cercano— proporciona una clave secundaria, especialmente a corta distancia. En conjunto, estas claves permiten realizar juicios de profundidad precisos a pocos metros de distancia.

Las señales binoculares no son la única fuente de información de profundidad. Las señales monoculares, como el tamaño relativo, la oclusión y la paralaje de movimiento, funcionan con un solo ojo y predominan a mayores distancias. Sin embargo, la visión estereoscópica precisa que nos permite enhebrar una aguja o atrapar una pelota depende en gran medida de la disparidad binocular. Las personas que carecen de visión estereoscópica desde la primera infancia suelen desarrollar una dependencia compensatoria de las señales monoculares y es posible que no noten el déficit hasta que se les realiza una prueba.

Las películas tridimensionales y las pantallas de realidad virtual funcionan presentando a cada ojo una imagen ligeramente diferente, recreando artificialmente la señal binocular natural.