視覺系統是指人類或機器用於視覺感知的一系列生理、心理和技術機制。
在人體結構中，視覺系統主要包括眼球、視網膜、視神經、視覺通路和視覺中樞。眼睛負責收集外界的光線，光線經過角膜、瞳孔、晶狀體和玻璃體的折射，最終聚焦在視網膜上，視網膜上的感光細胞將光能轉化爲電信號，經過視神經傳遞到大腦的視覺中樞。視覺中樞負責處理這些信號，使我們感知到外界的事物和場景。視覺系統不僅接收和處理來自不同方面（形狀、形式、顏色和運動）的視覺刺激信息，還涉及眼睛、視神經和視覺中樞的協同工作。
此外，視覺系統還可以指機器視覺系統，這是一種利用光學、機械、電子和計算機軟硬件技術模擬人類視覺的技術。它通過圖像攝取裝置（如CMOS和CCD）將被攝目標轉換成圖像信號，並由專用圖像處理系統分析這些信號，用於測量、判斷和控制設備動作。