Câinii văd foarte bine ziua și noaptea, chiar dacă pisicile sunt campioane în ceea ce privește vederea nocturnă. Acest lucru se datorează, în special structurii ochilor. Câinii au pupilele mari, care permit intrarea unei cantități mai mari de lumină. Retina are numeroase celule senzoriale denumite conuri sau bastonașe, care percep lumina și care permit distingerea luminilor, umbrelor, culorilor.
De asemenea, câinii, la fel ca și pisicile, peștii și câteva rase de păsări, au o membrană formată din celule reflectorizante în spatele retinei, denumită tapetum lucidum. Aceasta reflectă lumina pentru a o amplifica și astfel ajută celulele receptoare (conurile și bastonașele). În noapte, ochii câinilor strălucesc datorită prezenței acestui strat tapetum lucidum, care acționează ca o oglindă, ricoșând lumina puternică.
Câinii au vedere dicromatică respectiv au numai două tipuri de bastonașe la nivelul retinei care permit vederea a numai două culori - galben și albastru, spre deosebire de om, care are trei tipuri de celule senzoriale -bastonașe și vede în plus o coloare- roșu. Dar aceasta nu înseamnă că un câine nu poate vedea obiecte de culoare roșie sau verde, ci doar că nu poate distinge și diferenția obiectele verzi, galbene sau roșii în funcție de culoare. Câinele poate distinge între o minge de culoare roșie și una de culoare verde, dacă există o diferență perceptibilă de luminozitate între cele două.
Roșu, galbenul și verdele sunt percepute ca și gri, albastru și violet sunt deasemenea o nuanță de gri, indigo și magenta sunt altă nuanță de gri.
Ochii câinilor sunt asezați frontal, vederea fiind binoculară, astfel focusarea obiectelor este mai bună decât la animalele care au ochii dispuși lateral, precum caii, peștii sau păsările. În funcție de distanța unui obiect, câinele îl poate vedea neclar, deoarece capacitatea câinelui de focusare asupra detaliilor nu este la fel de bună ca o omului. Se estimează faptul că un câine vede un obiect aflat la 6 metri depărtare, la fel de clar precum un om vede același obiect, dar aflat la 20 de metri depărtare.
Luteina este un pigment natural care se găsește în concentrații ridicate în macula și în zona retinei responsabile de acuitatea vizuală, acționțând ca un filtru natural împotriva razelor UV. În natura luteina se găsește în plantele verzi, dar lipsa unui aport alimentar regulat, bogat în vegetale, la câini și pisici determină un aport redus al acestui tip de carotinoid ce nu poate fi sintetizat de organism. Suplimentarea alimentației cu luteină contribuie la menținerea sănătății oculare. Studiile arată că dieta bogată în luteina și antioxidanți la animalele cu risc pentru dezvoltarea unor afecțiuni de tip degenerativ (atrofia retiniană progresivă, degenerescența retinei, cataractă, glaucom) contribuie la menținerea sănătății ochilor.
Mustățile așezate de o parte și de alta a botului au rădăcini foarte sensibile, datorită terminațiilor nervoase prezente în zonă - fiecare mișcare a aerului este percepută de aceste terminații nervoase, funcționând precum "bastonul orbului" prin întuneric.
