Die großen Augen von Katzen sind frontal ausgerichtet, wodurch räumliches Sehen und exaktes Einschätzen von Entfernungen möglich sind. Die Katze nimmt besonders gut rasche Bewegungen wahr und sieht bei Dunkelheit um etwa 50% besser als der Mensch. Dies wird durch die hohe Dichte an Stäbchen auf der Netzhaut möglich. Das Stäbchen-/Zapfenverhältnis der Netzhautrezeptoren liegt bei etwa 63:1 (beim Menschen 20:1), variiert jedoch sehr stark zwischen Zentrum der Netzhaut (10:1) und Peripherie (200:1). Ein weiterer Grund ist das Tapetum lucidum, eine direkt hinter der Netzhaut liegende Zellschicht, die das durch Stäbchen und Zapfen nicht absorbierte Licht nochmals auf die Sehzellen reflektiert. Diese Schicht ist auch der Grund, warum Katzenaugen, im Dunkeln zu leuchten scheinen, wenn man sie anleuchtet. Katzen sehen daher auch bei Dämmerung und in der Nacht noch sehr gut. Da die Katze ihre Augen nur wenig nach links oder rechts bewegen kann, muss sie, um in eine andere Richtung sehen zu können, ihren Kopf bewegen. Durch die nach vorne gerichteten Augen ergibt sich eine starke Überschneidung der Sehachsen, was ein gutes räumliches Sehvermögen bedeutet. Der Sichtwinkel der Katze beträgt 200-220°. Die schlitzförmigen Pupillen werden bei zunehmender Dunkelheit kreisrund.
Das Auge der Katze hat wie das des Hundes 2 unterschiedliche Zapfentypen (Dichromat), die für Gelb bzw. Blau empfindlich sind. Dadurch wird nur ein Teil des menschlichen Farbspektrums abgedeckt: Rot ist eine Farbe, die sowohl Hund wie auch Katze nicht sehen können (siehe auch: Das Auge des Hundes), Rot wird vermutlich als gelblich gesehen; das Auge ist für den Blaubereich am empfindlichsten.
Katzen sehen kleine Details nicht genau und können Farben weniger gut unterscheiden als der Mensch, da die Anzahl farbempfindlicher Zapfen viel geringer ist. Dennoch können Katzen ihre Umgebung in Blau- und Grünschattierungen in verschiedenen Intensitäten und Kombinationen wahrnehmen.
Die bevorzugte Farbe der Katzen ist Blau. Dies wurde bei über 2.000 Versuchen des Instituts für Zoologie der Universität Mainz festgestellt. Unter verschiedenen Beleuchtungsverhältnissen hatten die Katzen die Wahl zwischen Gelb und Blau, um an ihr Futter zu kommen. 95 Prozent entschieden sich für die Farbe Blau.
Bei der Geburt haben alle Katzen blaue Augen. Ihre spätere Farbe entwickelt sich im Laufe der ersten drei Monate.
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