A visão noturna dos gatos é um fenômeno biológico que se deve a uma estrutura ocular chamada tapetum lucidum. Essa camada reflexiva, localizada atrás da retina, atua como um espelho biológico, permitindo que a luz não absorvida inicialmente pelas células fotorreceptoras seja refletida de volta, proporcionando ao animal uma segunda chance de processar a imagem. Esse mecanismo é responsável pela superioridade da visão noturna dos felinos em comparação com a dos humanos, que têm dificuldade em enxergar em ambientes com pouca luz. Enquanto os humanos precisam de uma quantidade maior de luz para distinguir formas, os gatos conseguem identificar movimentos sutis e obstáculos utilizando apenas um sexto da luz necessária para nós.

O tapetum lucidum é composto por células ricas em cristais, como a guanina, que criam uma superfície altamente reflexiva. Essa adaptação evolutiva é comum em animais noturnos, funcionando como um amplificador natural da luz residual disponível, mesmo em condições de baixa luminosidade. Ao contrário dos humanos, que possuem um fundo de olho escuro para absorver o excesso de luz, os gatos priorizam a sensibilidade à luz em detrimento da nitidez das cores. Essa característica transforma seus olhos em faróis biológicos, otimizando a detecção de presas em horários em que outros animais estariam vulneráveis.

A principal diferença entre a visão humana e a visão dos gatos reside na proporção de bastonetes e cones na retina. Os humanos têm mais cones, que são responsáveis pela percepção de cores e detalhes em ambientes iluminados, enquanto os gatos possuem uma alta densidade de bastonetes, sensíveis à luz fraca e ao movimento. Além disso, o campo de visão dos gatos é ligeiramente mais amplo, cobrindo cerca de 200 graus, em comparação com os 180 graus dos humanos. Essa combinação de visão noturna e campo de visão panorâmico permite que os felinos monitorem o ambiente em busca de perturbações sem mover a cabeça.

O brilho intenso que se observa nos olhos dos gatos em fotografias com flash é resultado da luz refletida pelo tapetum lucidum. Esse "espelho" ocular não é perfeitamente plano, o que faz com que a luz seja concentrada e devolvida de forma intensa. A cor do brilho pode variar entre tons de verde, dourado ou azulado, dependendo da concentração de pigmentos como riboflavina ou zinco. Esse efeito físico demonstra que o sistema de captação de luz dos felinos está funcionando adequadamente.

Embora exista a crença de que os gatos conseguem enxergar no escuro total, na realidade, eles precisam de uma fonte mínima de luz, como a da lua ou estrelas, para que o tapetum lucidum possa refletir e amplificar o sinal visual. Em ambientes de escuridão absoluta, os gatos dependem de outros sentidos, como a audição e os bigodes, que detectam mudanças na pressão do ar e a proximidade de objetos, permitindo que eles se movimentem com segurança mesmo sem a vantagem da visão.