猫在夜间能看清东西主要依靠其特殊的眼部结构，包括可调节的瞳孔、视网膜中丰富的视杆细胞以及脉络膜反光毯（tapetum lucidum）。这些结构使猫仅需人类1/6的光线就能清晰视物，但完全黑暗环境下仍无法看见。

猫科动物的夜间视觉能力是生物进化的杰作。其瞳孔可在0.4-12mm范围内自由调节，黑暗环境下会扩大至圆形以吸收更多光线，这种调节速度比人类快3倍。视网膜中视杆细胞密度高达每平方毫米80万个，是人类（约12万个）的6.7倍，这种感光细胞能捕捉单个光子。最关键的脉络膜反光毯位于视网膜后方，由鸟嘌呤晶体组成的镜面结构可将透过视网膜的光线二次反射，使光信号增强130%。实验数据显示，猫在0.01勒克斯照度（相当于无月晴夜）下的视觉灵敏度相当于人类在0.15勒克斯环境的表现。需要注意的是，猫的夜视能力依赖微量环境光，在绝对黑暗（如密闭暗室）中同样失明。其色觉范围偏向蓝绿光谱（450-554纳米），这与夜间环境光的主要波长吻合。这种视觉机制使家猫能识别0.57米外静止物体和15米外移动目标，适合捕猎啮齿类动物。营养学研究表明，每日摄入≥0.1%牛磺酸的猫其视网膜感光细胞活性提升23%，说明饮食对维持夜视能力至关重要。相比人类仅能利用10%的入射光，猫眼系统可捕获并再利用50%以上的光线，这正是其眼睛在黑暗中发光的原因——实为反光毯对残余光的二次反射。