Makhluk dengan dua mata yang digunakan bersama untuk melihat satu gambar dikatakan memiliki penglihatan binokular. Makhluk dengan penglihatan binokular memiliki banyak keunggulan dibandingkan makhluk yang hanya memiliki satu mata atau makhluk yang tidak dapat menggunakan banyak matanya secara bersamaan. Pada tingkat yang sangat sederhana, mata kedua memberikan tingkat redundansi yang aman; jika satu mata hilang, yang lain masih ada, memungkinkan makhluk itu untuk melihat. Menggunakan dua mata secara bersamaan juga meningkatkan kemampuan makhluk untuk melihat objek yang, karena alasan apa pun, sulit untuk dilihat. Secara umum, karena jarak antara dua mata, makhluk dengan penglihatan binokular akan memiliki bidang penglihatan yang lebih luas daripada makhluk tanpa penglihatan binokular.
Aspek penting lain dari penglihatan binokular adalah stereopsis, yang memungkinkan makhluk untuk merasakan kedalaman. Stereopsis terjadi ketika dua mata melihat suatu objek dan sekitarnya dari dua sudut yang sedikit berbeda, yang terjadi secara alami karena posisi mata yang sedikit berbeda. Karena sudut yang berbeda, mata dapat melihat kedalaman dan jarak. Ini sangat penting bagi hewan pemangsa, yang perlu menilai jarak antara mereka dan mangsanya. Agak kurang penting untuk memangsa hewan; mata mereka cenderung sangat berjauhan yang memberi mereka bidang pandang yang jauh lebih besar.
Memiliki dua mata berbeda yang melihat dua gambar yang sedikit berbeda dapat memiliki beberapa efek yang menarik. Dalam beberapa kasus, seringkali melibatkan beberapa jenis kerusakan atau gangguan, satu mata melihat gambar yang sangat berbeda dari mata yang lain. Dalam beberapa kasus, gambar berbeda yang terlihat oleh mata menyatu. Terkadang makhluk mengalami penglihatan ganda, di mana ia melihat dua gambar objek yang sering tumpang tindih.
Ada banyak kelainan dan kelainan penglihatan yang cenderung mengganggu penglihatan dengan cara yang berbeda. Pada beberapa orang, perbedaan pada otot masing-masing mata menyebabkan satu mata atau yang lain melayang, membuat penglihatan binokular tidak sejajar. Tes mata yang mencari anomali penglihatan binokular biasanya memeriksa untuk melihat bahwa mata seseorang dapat bekerja sama untuk mengikuti suatu objek, tetap fokus pada suatu objek, dan bekerja sama untuk melihat hanya satu objek pada jarak dekat atau jauh. Jika mata tidak dapat melakukan tugas ini, lensa korektif atau pembedahan mungkin diperlukan untuk memperbaiki mata dan mengembalikannya ke kondisi kerja penuh.