桿体細胞は、暗い場所での視覚に特化した網膜の光受容体です。黒、白、濃淡の灰色を識別でき、錐体細胞よりもはるかに感度が高いものの、色の情報は得られず、視力も比較的劣ります。

桿体細胞は網膜周辺部に多く存在し、中心窩には存在しません。桿体細胞は単一の光子でも検出可能な反応を示し、夜間視力を可能にします。非常に暗い場所では、視覚系はほぼ完全に桿体細胞に依存し、色彩は失われ、細かいディテールも見えなくなります。桿体細胞の光色素であるロドプシンは、強い光によって漂白され、再生に時間がかかるため、暗闇への順応には数分を要します。

桿体細胞は網膜の中心から少し外側に集中しているため、暗い物体は中心から少しずれた位置から見ると見えやすくなることが多い。網膜色素変性症など、桿体細胞を損傷する疾患は、まず夜間視力と周辺視野を損なう。桿体細胞と錐体細胞の役割分担により、視覚系は非常に広い範囲の光強度で機能することができる。

光量が弱すぎて色や細部が鮮明に見えない場合でも、ロッドを使えば実用的な画像が得られる。