La vision binoculaire est une vision dans laquelle les deux yeux sont utilisés ensemble. Cela peut signifier avoir deux yeux au lieu d'un seul, mais le plus souvent, cela signifie avoir un champ visuel qui est assemblé par le cerveau avec l'apport des deux yeux. C'est l'équipement standard des vertébrés et de nombreux autres types d'animaux.

Les humains ont un champ de vision horizontal maximum d'environ 200 degrés avec deux yeux. Environ 120 degrés constituent le champ de vision binoculaire (vu par les deux yeux), et deux champs latéraux d'environ 40 degrés vus par un seul œil.

Notre système de vision utilise la parallaxe pour donner des informations précises sur la profondeur, appelée stéréopsie. Cette vision binoculaire s'accompagne généralement d'une vision unique ou fusion binoculaire, dans laquelle une seule image est vue même si chaque œil a sa propre image d'un objet.

La stéréopsie est l'impression de profondeur que nous obtenons lorsque nous regardons une scène avec les deux yeux. L'observation binoculaire d'une scène crée deux images légèrement différentes de la scène dans les deux yeux en raison de la position différente des yeux sur la tête. Ces différences donnent des informations que le cerveau utilise pour calculer la profondeur de la scène visuelle. Le terme "stéréopsie" est souvent utilisé pour désigner la "vision binoculaire", la "perception binoculaire de la profondeur" ou la "perception stéréoscopique de la profondeur", bien qu'à proprement parler, l'impression de profondeur associée à la stéréopsie puisse également être obtenue dans d'autres conditions, par exemple lorsqu'un observateur regarde une scène avec un seul œil en se déplaçant. Le mouvement de l'observateur crée des différences dans l'image rétinienne unique au fil du temps, similaires à la disparité binoculaire ; c'est ce qu'on appelle la parallaxe de mouvement.