Percepcja głębi to zdolność widzenia świata w trzech wymiarach i oceny odległości obiektów. Zamienia płaskie obrazy na obu siatkówkach w spójne poczucie przestrzeni.

Wskazówki binokularne opierają się na nieco innych widokach, jakie otrzymuje każde oko. Dysparencja siatkówkowa – różnica między dwoma obrazami – jest obliczana przez mózg w celu uzyskania precyzyjnych informacji o głębi pobliskich obiektów. Konwergencja, czyli skierowanie oczu do wewnątrz, dostarcza dodatkowego sygnału z bliska. Wskazówki monokularne działają tylko na jedno oko i stają się ważniejsze z większej odległości: wpływ na to mają: względny rozmiar, interpozycja, perspektywa liniowa, gradient tekstury i paralaksa ruchu.

Niemowlęta wykazują wrażliwość na głębię w ciągu pierwszych kilku miesięcy życia, co wykazały eksperymenty z klifami wzrokowymi. Doświadczenie udoskonala ten system; osoby dorastające w środowiskach z niewielką liczbą kątów prostych mogą być mniej podatne na pewne iluzje perspektywiczne. Percepcja głębi może być zaburzona przez zeza lub utratę wzroku w jednym oku, co wymusza większe poleganie na informacjach jednoocznych.

Bez percepcji głębi świat pozostałby płaskim kolażem. Dzięki niej możemy pewnie docierać do przeszkód, nawigować po nich i je omijać.