Le nerf optique est le faisceau d'axones qui transmet les informations visuelles de la rétine au cerveau. Chaque nerf contient environ un million de fibres issues des cellules ganglionnaires de la rétine.

Les axones quittent l'œil au niveau de la papille optique, créant la tache aveugle où se trouvent les photorécepteurs. Les deux nerfs optiques se rejoignent au chiasma optique, où les fibres issues de la moitié nasale de chaque rétine se croisent. Au-delà du chiasma, les voies nerveuses se poursuivent sous forme de tractus optiques jusqu'au corps genouillé latéral du thalamus, puis jusqu'au cortex visuel. Certaines fibres atteignent également les noyaux du mésencéphale qui contrôlent les réflexes pupillaires et les mouvements oculaires.

Les lésions du nerf optique, qu'elles soient dues à un glaucome, une inflammation ou un traumatisme, entraînent une perte de vision non corrigible par des lentilles. Le schéma de cette perte dépend de la localisation de la lésion sur le trajet du nerf. Ce dernier faisant partie du système nerveux central, il ne se régénère pas facilement après une blessure.

Chaque signal visuel qui atteint le cerveau emprunte d'abord le nerf optique.