猫头鹰瞳孔呈黑色，眼白部分为褐黄色。猫头鹰的眼睛位于面部的正前方，这让它们在捕猎过程中拥有出色的深度感知能力，尤其是在光线暗淡的环境下。

猫头鹰本目鸟类瞳孔很大，使光线易于入眼，视网膜中视杆细胞（只有一种视觉色素，即视紫红质能辨明暗，不能辨别细节和颜色）非常丰富，却不含视锥细胞（在强光刺激下方会被激活，有三种视觉色素，能辨细节和颜色），以至眼内成圆柱状（而非球状），对弱光也有良好的敏感性，适合夜间活动。