Chênh lệch thị sai võng mạc là sự khác biệt nhỏ giữa hình ảnh được chiếu lên hai võng mạc. Vì hai mắt được đặt cách nhau theo chiều ngang, mỗi mắt nhận được một hình ảnh hơi khác nhau về thế giới; hệ thống thị giác sử dụng sự khác biệt đó như một tín hiệu hai mắt để nhận biết độ sâu.

Các vật thể ở gần tạo ra sự khác biệt lớn hơn so với các vật thể ở xa. Các tế bào thần kinh trong vỏ não thị giác được điều chỉnh để nhận biết sự khác biệt cụ thể và phát tín hiệu về độ sâu tương ứng. Tín hiệu này đặc biệt chính xác trong phạm vi vài mét và trở nên kém hiệu quả hơn ở khoảng cách xa hơn, nơi các tín hiệu đơn thị đảm nhiệm vai trò chính. Kính lập thể, phim 3D và màn hình thực tế ảo khai thác sự khác biệt võng mạc bằng cách trình bày các hình ảnh hơi khác nhau cho mỗi mắt.

Những người thiếu khả năng nhìn hai mắt từ thời thơ ấu thường phát triển khả năng nhận biết chiều sâu lập thể kém và phụ thuộc nhiều hơn vào thông tin đơn thị. Sự gián đoạn tạm thời về chênh lệch thị sai, như với một số thiết bị quang học, có thể làm suy giảm khả năng đánh giá độ sâu chính xác. Chênh lệch thị sai võng mạc là nền tảng hình học của nhận thức chiều sâu lập thể.

Sự sai lệch nhỏ giữa tầm nhìn của hai mắt chính là điều cho phép não bộ tính toán chính xác độ sâu ở cự ly gần.