Kenmerkdetectoren zijn gespecialiseerde neuronen in de visuele cortex die selectief reageren op specifieke kenmerken van een stimulus, zoals randen met een bepaalde oriëntatie, beweging in een bepaalde richting of hoeken van een bepaalde grootte.

David Hubel en Torsten Wiesel ontdekten deze cellen in de primaire visuele cortex van katten en apen. Eenvoudige cellen reageren het best op een lichtstraal met een precieze oriëntatie en locatie; complexe cellen reageren op dezelfde oriëntatie over een groter gebied en vaak ook op beweging. Latere stadia van de visuele route bevatten detectoren voor meer complexe kenmerken, waaronder gezichten en objecten. De hiërarchische structuur stelt het systeem in staat complexe representaties op te bouwen uit elementaire kenmerken.

Kenmerkdetectie is niet beperkt tot het gezichtsvermogen. Analoge gespecialiseerde cellen bestaan ​​in de auditieve en somatosensorische cortex. Dit concept heeft bijgedragen aan de verschuiving in perceptietheorieën van holistische modellen naar een meer analytische, stapsgewijze aanpak, terwijl later onderzoek aantoonde dat context en top-down invloeden ook de reacties van zelfs de vroegste kenmerkdetectoren beïnvloeden.

Wanneer het visuele systeem een ​​verticale rand of een bewegende contour registreert, zijn de kenmerkdetectoren de eerste cellen die dit aangeven.