La perception de la profondeur est la capacité de voir le monde en trois dimensions et d'évaluer la distance des objets. Elle transforme les images planes sur les deux rétines en une perception cohérente de l'espace.

La vision binoculaire repose sur les images légèrement différentes que chaque œil reçoit. La disparité rétinienne, soit la différence entre les deux images, est calculée par le cerveau pour fournir des informations précises sur la profondeur des objets proches. La convergence, c'est-à-dire le mouvement des yeux vers l'intérieur, apporte un signal supplémentaire à courte distance. La vision monoculaire, quant à elle, fonctionne avec un seul œil et prend de l'importance à grande distance : la taille relative, l'interposition, la perspective linéaire, le gradient de texture et la parallaxe de mouvement y contribuent.

Les nourrissons manifestent une sensibilité à la profondeur dès leurs premiers mois, comme le démontrent les expériences de la falaise visuelle. L'expérience affine ce système ; les personnes qui grandissent dans des environnements comportant peu d'angles droits sont potentiellement moins sensibles à certaines illusions de perspective. La perception de la profondeur peut être perturbée par le strabisme ou la perte de vision d'un œil, ce qui impose une plus grande dépendance aux informations monoculaires.

Sans la perception de la profondeur, le monde resterait une simple mosaïque. Grâce à elle, nous pouvons atteindre, nous déplacer et éviter les obstacles avec assurance.