Sus sentidos del olfato y oído son superiores en muchos aspectos a los del ser humano. Estos, junto con avanzados receptores de la visión, gusto y tacto, lo hacen uno de los mamíferos con un sistema sensorial más sofisticado. El iris característico de los gatos durante la exposición de un espécimen a la luz del día. En el extremo inferior izquierdo, se puede apreciar parte de la membrana nictitante.
Diferentes análisis indican que su visión es superior durante la noche a la de los humanos, e inferior a la de estos durante el día. Como los perros, poseen un tapetum lucidum que refleja la luz adicional hacia la retina. Aunque el tapetum lucidum le otorga la capacidad de ver con poca luz, parece reducir su precisión visual. En presencia de luz abundante, el iris del ojo del gato se cierra considerablemente, reduciendo la cantidad de luz en la retina y mejorando la profundidad de campo. El tapetum lucidum y otros mecanismos hacen que posea un umbral de detección de luz siete veces menor que el de los humanos. La variación en el color de los ojos de un gato producido por el flash fotográfico se debe a la interacción de la luz emitida por el dispositivo y la reflejada por el tapetum lucidum. El gato tiene la capacidad de utilizar al máximo la tenue luz visible y además existe la certeza de que pueden ver en el infrarrojo cercano. Un experimento realizado por científicos en que se buscaba determinar si era el movimiento o el calor lo que les atraía la atención a los gatos en la oscuridad, determinó que estos fundamentalmente eran atraídos por el calor de cuerpo, más que por el movimiento.[cita requerida] En promedio posee un campo visual estimado de 200º, mientras que en los humanos es de 180º, esto nos permite ver objetos de una manera definida a una distancia de entre 30 y 60 metros.38 Como la mayoría de los depredadores, sus ojos se ubican frontalmente, sacrificando algunos grados del campo visual para ganar percepción de profundidad. Utilizando dos imágenes del mismo objeto proyectadas en la retina desde diferentes ángulos, triangula la distancia hacia un objeto con un alto grado de precisión (visión estereoscópica).