Las células de la corteza visual responden en forma diferente a las neuronas de la retina y del tálamo. En efecto, muchas de neuronas corticales responden a estímulos presentados a ambos ojos. La corteza representaría, entonces, el primer nivel del sistema visual donde ocurren interacciones binoculares y sería el substrato para la percepción en profundidad.

La mayoría de las neuronas de la corteza visual responden a contornos lineales que poseen una orientación definida. Hubel y Wiesel definieron en la corteza dos tipos de neuronas: las simples y las complejas, ambas sensibles selectivamente a la orientación del estímulo. Sin embargo, estas dos categorías de células estarían jerárquicamente relacionadas. Las células simples recibirían inervación directamente de las células talámicas y ellas serían las que proyectarían su información a las células complejas. Esta explicación representaría una de las hipótesis que explicaría el procesamiento de la información visual, sería la hipótesis del modelo serial del procesamiento.

Las células simples responden a estímulos luminosos con orientación definida y con configuración y ubicación específica en el campo visual. Las células complejas también responde al parámetro orientación, pero su campo receptivo no parece ser segregado, se maneja como una unidad que es independiente al parámetro orientación del estímulo.

Las células simples son más comunes en las capas corticales que reciben inervación directamente del tálamo. Las células complejas se ubican en capas más alejadas de aquellas que reciben inervación talámica.