視桿細胞是視網膜上的感光細胞，專門負責在昏暗光線下視覺。它們能感知黑色、白色和各種灰色，比視錐細胞敏感得多，但它們不提供顏色訊息，而且視覺敏銳度相對較差。

視桿細胞主要分佈於視網膜週邊，中央凹則沒有。單一光子即可在視桿細胞中產生可感知的反應，使人具備夜視能力。在極弱光線下，視覺系統幾乎完全依賴視桿細胞；此時顏色會消失，細節也會失去。視桿細胞中的感光色素－視紫質，會被強光漂白，再生速度緩慢，因此適應黑暗需要數分鐘之久。

由於視桿細胞集中在視網膜中心以外，因此稍微偏離中心觀察時，通常更容易看清昏暗的物體。視網膜色素變性等損害視桿細胞的疾病，首先會損害夜視能力和周邊視覺。視桿細胞和視錐細胞之間的分工使得視覺系統能夠在極寬廣的光照強度範圍內正常運作。

當光線太暗，無法呈現色彩和清晰的細節時，這些視桿仍然可以提供可用的影像。