ส่วนที่สำคัญที่สุดส่วนหนึ่งของสมองกลีบท้ายทอยก็คือ คอร์เทกซ์สายตาขั้นปฐม (primary visual cortex)

เซลล์รับแสง (photoreceptor cell) ในเเรตินา ส่งข้อมูลแสงไปทางลำเส้นใยประสาทตา ไปยังนิวเคลียสงอคล้ายเข่าด้านข้าง (lateral geniculate nucleus) ผ่านวิถีประสาทนิวเคลียสงอคล้ายเข่า-คอร์เทกซ์ลาย (geniculostriate pathway) ไปยังคอร์เทกซ์สายตา ซึ่งแต่ละข้างรับข้อมูลดิบจากครึ่งด้านนอกของเรตินา ที่อยู่ในด้านศีรษะเดียวกัน และจากครึ่งด้านในของเรตินา ที่อยู่ในด้านศีรษะตรงกันข้ามกัน

ส่วน cuneus รับข้อมูลทางตาจากส่วนบนของเรตินาด้านตรงข้ามของศีรษะ ซึ่งมีข้อมูลของลานสายตา (visual field) ด้านล่าง ส่วนรอยนูนรูปลิ้นรับข้อมูลจากส่วนล่างของเรตินาด้านตรงข้ามของศีรษะ ซึ่งมีข้อมูลของลานสายตาด้านบน สองส่วนนี้รวมกันโดยกิจเรียกว่า "คอร์เทกซ์สายตาขั้นปฐม" หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า "เขตบร็อดแมนน์ 17"

จากเรตินา ข้อมูลสายตาถูกส่งผ่านสถานีย่อย คือนิวเคลียสงอคล้ายเข่าด้านข้าง (lateral geniculate nucleus) ซึ่งอยู่ในทาลามัส ก่อนที่จะถูกส่งต่อไปยังคอร์เทกซ์ เซลล์ประสาทที่อยู่ด้านหลังในเนื้อเทาของสมองกลีบท้ายทอยด้านหลัง ถูกจัดระเบียบเป็นแผนที่ทางปริภูมิของลานสายตา การสร้างภาพของสมองโดยกิจ เช่น fMRI แสดงรูปแบบการตอบสนองของเนื้อเยื่อคอร์เทกซ์ของกลีบสมองทั้งสอง ที่คล้ายๆ กันกับเรตินา เมื่อลานสายตาประสบกับรูปแบบที่มีกำลัง

ถ้าสมองกลีบท้ายทอยซีกหนึ่งเสียหาย อาจจะทำให้เกิดการสูญเสียการเห็นประเภท homonymous hemianopsia[3] คือมีส่วนของลานสายตาด้านเดียวกันที่สูญเสียไปในตาทั้งสองข้าง รอยโรคที่สมองกลีบท้ายทอยอาจจะทำให้เกิดประสาทหลอนทางตา ส่วนรอยโรคในเขตประสาทสัมพันธ์ ในสมองกลีบข้าง สมองกลีบขมับ และสมองกลีบท้ายทอย มีความสัมพันธ์กับภาวะเสียการระลึกรู้สีเหตุสมอง (cerebral achromatopsia[4]) ภาวะไม่รู้ความเคลื่อนไหว (akinetopsia) และภาวะเสียการเขียน (agraphia[5])

ความเสียหายต่อคอร์เทกซ์สายตาขั้นปฐม ซึ่งอยู่บนผิวของสมองกลีบท้ายทอยด้านหลัง สามารถทำให้ตาบอด เนื่องจากมีช่องในแผนที่ทางตาบนผิวของคอร์เทกซ์สายตา ที่เกิดจากรอยโรค[6]