鸟类所以能具有这样完善的飞翔和视觉能力，是跟鸟类神经系统和感觉器官的高度发达有关。鸟类的脑比爬行动物发达得多，其中大脑、小脑（为运动的协调和平衡中枢）和视叶（鸟类的中脑充满了视神经，构成视叶）都很发达，这是跟飞翔相适应的特点。因为在飞行中，不仅需要准确调节运动的能力，而且也需要敏锐的视觉。

根据研究，鸟眼的相对大小，在脊椎动物中是占第一位；视觉的敏锐程度，在脊椎动物中也是首屈一指的。

鸟眼有很好的防尘防干“装置”，这就是具有眼睑和瞬膜。瞬膜是一种近于透明的膜，鸟类在飞翔时，可以用瞬膜将眼球遮覆起来。这样，就可以防尘和防干。

鸟眼还有很好的防压“装置”，这就是在巩膜中具有许多称为巩膜骨的骨片。这种骨片对眼球起了很好的“支架”作用，使鸟类在飞翔时，眼球不会因气流的压力而变形。

要了解鸟眼的秘密，我们先要研究视觉形成的过程——从外界物体上反射来的光线，由瞳孔进入眼里，再经过晶状体等的折射作用，在视网膜上成象，物象刺激了视网膜上的感光细胞，使感光细胞兴奋，兴奋沿视神经传入大脑的视中枢，就产生了视觉。

科学家将鹰眼的构造跟人眼的构造进行了比较，发现鹰眼的视网膜上有两个中央凹，即视觉最灵敏的区域，而人的每只眼睛中只有一个中央凹；鹰眼中央凹的感光细胞每平方毫米多达100万个左右，而人眼仅约15万个。所以鹰眼比人眼敏锐。例如高飞的秃鹫能够看到数公里以外的死尸；游隼能够看到距离1，O00米以外的斑鸠；翱翔在高空的老鹰，不仅能够发现地面上的小鸡，还能突然俯冲而下将小鸡抓走；在空中疾飞的燕子，能迅速、准确地捕捉昆虫……

鸟类的眼球是扁圆形的，适于远视。但是，鸟类的眼内却具有神奇的“双重调节”（一是以睫状肌的收缩来改变水晶体的形状和水晶体与角膜间的距离；二是改变角膜的凸度）的能力。能在一瞬间把“远视眼”调节为“近视眼”。所以，在高空中急冲而下的老鹰，能在片刻间，迅速而准确地抓走猎物。

猫头鹰是夜出活动的猛禽，它的眼睛又有特殊的构造。原来视网膜上的感光细胞有两种，一种是锥状细胞，另一种是柱状细胞。锥状细胞可以感受强光，柱状细胞能感受弱光。有些白天出来活动的鸟类，它们视网膜上的感光细胞主要是锥状细胞，能感受强光的刺激，因此白天能见物，夜里不能见物。猫头鹰的视网膜上，主要是由柱状细胞所组成，对弱光感受特别灵敏。因此，猫头鹰白天视力很差，只能躲着不动。一到了夜里，这个“夜猫子”就出来活动了。

鸟眼这种巧妙的构造和神奇的功能，引起了人们极大的兴趣和注意。在鸟眼的启发下，科学家们模拟制作如电子鸽眼、电光鹰眼等产品，以应用于国防和建设。

鸟类除了具有发达的视觉以外，听觉也比较发达，特别是夜行性鸟类的听觉更为发达。它无耳壳而有耳孔，内耳的构造跟其他脊椎动物相似。