Fotoreceptoriai yra nervinės ląstelės, kurios buvo sukurtos taip, kad būtų jautrios šviesai. Šios ląstelės yra akyje, todėl organizmas gali matyti, o procesas, per kurį jos veikia, yra sudėtingas ir gana žavus. Yra trijų tipų fotoreceptoriai: strypai, kūgiai ir šviesai jautrios ganglioninės ląstelės, ir kiekvienas iš jų vaidina skirtingą vaidmenį regėjimui.
Kai fotoreceptorius veikiamas šviesa, šviesai jautrūs baltymai neurone stimuliuojami, sukeldami daugybę reakcijų, kurios paverčia šviesą signalu, kurį gali nuskaityti smegenys. Šis procesas vyksta per sekundės dalį, todėl fotoreceptorius nuolat teikia informaciją smegenims apie regėjimo aplinką. Tam tikri fotoreceptoriai yra jautrūs tam tikriems spektrams, o smegenys naudoja informaciją iš šių ląstelių, kad atskirtų spalvas. Kitaip tariant, užuot matęs spalvą tiesiogine prasme, fotoreceptorius reaguoja į konkrečius spektrus, o smegenys apskaičiuoja atsakymų vidurkį, kad nustatytų, ką mato akis.
Fotoreceptorių ląstelės, kurios buvo jautrios specifiniams spektrams, yra žinomos kaip kūgiai, ląstelės, kurios leidžia žmonėms „matyti“ spalvas. Šios ląstelės turi kūgio formą, kai žiūrima padidinus, paaiškina pavadinimą, ir joms reikia ryškios šviesos, kad jos veiktų efektyviai. Kita vertus, strypai veikia esant labai silpnam apšvietimui, tačiau gerai neskiria spalvų. Daugelis organizmų turi lazdelių ir kūgių mišinį, kuris yra sukurtas siekiant išlaikyti pusiausvyrą tarp gebėjimo matyti tamsoje ir gebėjimo atskirti spalvas.
Atrodo, kad trečiojo tipo fotoreceptoriai, šviesai jautrios ganglioninės ląstelės, vaidina svarbų vaidmenį cirkadiniuose ritmuose ir taip pat gali kontroliuoti vyzdžio dydį, teikdamos smegenims informaciją apie tai, kiek šviesos yra. Kartu su lazdelėmis ir kūgiais, šviesai jautrios ganglioninės ląstelės randamos akies tinklainėje. Šios ląstelės buvo aptiktos praėjusio amžiaus dešimtajame dešimtmetyje, ilgai po to, kai buvo nustatyti strypai ir kūgiai. Tyrėjai ištyrė šias ląsteles tirdami subjektus, kurių įvestis buvo užblokuota iš strypų ir kūgių.
Kad fotoreceptoriai tinkamai veiktų, jiems reikia nuolatinio baltymų, naudojamų šviesai aptikti, tiekimo. Vienas iš šių baltymų yra puikiai sintetinamas iš vitamino A, todėl žmonės skatinami įtraukti daug šio vitamino į savo mitybą. Dėl mitybos trūkumo gali sumažėti šių baltymų gamyba, o tai gali sukelti regėjimo problemų. Kai kurie fotoreceptoriuose randamų baltymų pavyzdžiai: melanopsinas, opsinas ir tinklainė.