En la mayoría de los animales el olfato es el sentido que juega el papel más importante en el reconocimiento de la comida y el que los previene del peligro. Pero el gato, al igual que el hombre y el mono, cuenta ante todo con la información que le proporcionan sus ojos. Los ojos del gato son grandes en comparación con el tamaño de su cráneo, y su vista es muy sensible. Están situados en la parte delantera de la cabeza, por lo que cada uno cubre el mismo campo de visión estereoscópica (al contrario de los animales que tienen los ojos a los lados de la cabeza, que registran dos imágenes distintas). Esta disposición permite al animal calcular la distancia con precisión, por lo que es muy raro que un gato calcule mal un salto. Cada ojo tiene un ángulo de visión de 205° que, junto con la flexibilidad del cuello, le permite escudriñar una gran superficie con un mínimo de movimientos, proporcionándole una gran visión de conjunto.
Los ojos del gato no tienen la misma respuesta sensitiva al color que la nuestra. Hasta hace pocos años se pensaba que su visión era monocromática, pero actualmente se estima que tienen en la retina un cono (que registra el color) por cada veinte o treinta bastoncillos (que registran la intensidad de la luz). En los seres humanos hay uno por cada cuatro. Parece ser que el gato no ve con demasiada precisión los objetos inmóviles y muy próximos. Si un juguete cae sin hacer ruido y no lo ve llegar al suelo, el gato tiene a menudo dificultades para encontrarlo y, según parece, es gracias al olfato que localiza la comida que tiene prácticamente delante de sus narices. Demasiada luz les perjudica, pero su iris puede reducirse considerablemente hasta formar una estrecha ranura, disminuyendo así la cantidad de luz que atraviesa el cristalino.
En la penumbra, en cambio, goza de muchas ventajas. El iris se abre hasta que la pupila forma un círculo perfecto, lo cual facilita la entrada de un máximo de luz en el ojo. Después esta luz choca contra una región triangular de la parte superior del ojo llamada tapetum lucidum, donde las células grandes y aplanadas situadas detrás de la retina actúan como un espejo, reflejando hacia las células de la retina la luz no absorbida a su paso por el ojo. Cuando vemos brillar en la oscuridad los ojos de un gato ocurre en realidad que el tapetum lucidum está reflejando la luz disponible. Esta capacidad de intensificar la luz, que el gato comparte con otros animales nocturnos, le permite ver en condiciones que para nosotros representarían la oscuridad completa.
Además, el gato posee un párpado suplementario, llamado membrana nictitante o popularmente “baya del espino” (haw, en inglés), que se cierra hacia arriba a partir del borde interior del ojo. No es opaca, y permite cierta visibilidad cuando cubre el ojo. Reduce la intensidad de la luz, protege el ojo contra eventuales accidentes en una batalla o al abrirse camino en una vegetación densa, y ayuda a mantenerlo limpio.