Ein Photorezeptor ist nichts anderes als eine "Sehzelle", also eine Sinneszelle, die sich auf den Empfang von visuellen Informationen (elektromagnetische Wellen oder einfach: Lichtreizen) spezialisiert hat. Einfachste Photorezeptoren kommen bereits bei primitivsten Tieren vor; die Photorezeptoren der Wirbeltiere sind dagegen sehr komplex aufgebaut.
Die Linsenaugen der Wirbeltiere enthalten zwei Typen von Photorezeptoren, nämlich die Stäbchen und die Zapfen, die aber ähnlich aufgebaut sind. Die extrem lichtempfindlichen Stäbchen sind reine Hell-Dunkel-Rezeptoren, können also keine Farben unterscheiden. Dafür eignen sie sich hervorragend für das Dämmerungs- und Nachtsehen.
Die weniger lichtempfindlichen Zapfen können zwar ebenfalls nur Hell-Dunkel unterscheiden, da es aber zwei oder drei verschiedene Zapfentypen im Linsenauge gibt, deren Absorptionsmaxima im Rot-, Grün- bzw. Blaubereich liegen, kommt durch das geschickte Zusammenarbeiten dieser drei Zapfentypen ein Farbeindruck im Gehirn an. Manche Tiere, Vögel und vor allem Fische, besitzen sogar vier oder fünf verschiedene Zapfentypen mit unterschiedlichen Absorptionsmaxima. Solche Tiere können dann sogar Infrarot oder Ultraviolett sehen, was zum Beispiel für die Orientierung in schmutzigem Wasser (Fische) oder in der Luft (Vögel) von Vorteil ist.
Bau eines Photorezeptors
Bau eines Stäbchens.
Die Abbildung zeigt den Bau eines Stäbchens. Grob kann man ein Außensegment, ein Innensegment und einen basalen Teil (nicht beschriftet) erkennen. Das Außensegment enthält die sogenannten Discs (Scheiben). Diese Membrangebilde sind für die eigentliche Photorezeption verantwortlich. In den Membranen dieser Discs sitzt das lichtempfindliche Rhodopsin, welches bei Aktivierung durch Licht eine ganze Kaskade chemischer Reaktionen auslöst, die schließlich zur Veränderung des Membranpotenzials des Photorezeptors führen (siehe Seite über den photochemischen Prozess).
Das Innensegment dient hauptsächlich der Versorgung des Photorezeptors. Hier sitzen die ATP-liefernden Mitochondrien sowie der Golgi-Apparat und das ER, die ja beide vor allem für die Proteinsynthese bzw. Proteinnachbearbeitung zuständig sind.
Das Basalsegment bzw. der basale Teil schließlich enthält den Zellkern und endet im synaptischen Endknöpfchen. Mit dem Endknöpfchen wird die Verbindung zu den nachfolgenden Nervenzellen der Netzhaut hergestellt, vor allem mit den Bipolarzellen.