Το οπτικό νεύρο βγαίνει από το βολβό, περνά μέσα από τον οφθαλμικό κόγχο και μέσω του οπτικού τρήματος εισέρχεται στον εγκέφαλο. Στο οπτικό χιάσμα οι νευρικές ίνες που προέρχονται από κάθε μάτι μοιράζονται και οι μεν προερχόμενες από τη δεξιά πλευρά κάθε ματιού περνούν στο δεξιό τμήμα του εγκεφάλου, οι δε προερχόμενες από την αριστερή πλευρά κάθε ματιού περνούν στην αριστερή πλευρά του εγκεφάλου, σχηματίζοντας τις οπτικές ταινίες, που στη συνέχεια αφού κάνουν διάφορες συνάψεις συνεχίζονται ως οπτικές ακτινοβολίες για να καταλήξουν στον οπτικό φλοιό, που βρίσκεται στους ινιακούς λοβούς του εγκεφάλου.

Η λειτουργία του οπτικού νεύρου είναι να μεταφέρει την οπτική πληροφορία, από τους υποδοχείς του αμφιβληστροειδή προς το κεντρικό νευρικό σύστημα, ώστε να  ερμηνευτεί.

Το μόνο τμήμα του οπτικού νεύρου που είναι ορατό είναι η οπτική θηλή.