単眼は複眼の個眼に似た構造で、1つのレンズのみによって構成される。その中で中眼由来のものは背単眼（median ocellus, または一次単眼）、側眼由来、すなわち複眼が退化して個眼が単眼化したものは側単眼（stemma, 複数形: stemmata[16]）として区別されることもある。中眼由来の単眼につながる視神経は側眼由来のものとは異なり、脳の単眼葉という部分に達する。

六脚類の中で、昆虫、特に甲虫とカメムシ以外の成体の多くは、複眼と同時に中眼由来の3個の単眼を頭部の中央に持つ。カメムシ類とごく一部の甲虫（ハネカクシの一部の種）は二個の単眼を持つ。背単眼を持たない甲虫の中には頭部に黒い粒が見受けられることもあり、これは単眼の名残と考えられている。完全変態を行う昆虫の幼虫と内顎類のトビムシは、側眼由来の1対もしくは複数対の単眼を頭部の左右に持つ[17]。甲殻類のノープリウス幼生（左下の赤い点がノープリウス眼）

甲殻類の場合、中眼由来の単眼はノープリウス期（甲殻類の幼生期）で顕著に見られ、ノープリウス眼（nauplius eye）と呼ばれる。それは分類群によっては成体に変態するたびに消失する（軟甲類）、生涯を通じてこの眼のみをもつ（カイアシ類）、もしくは成体で複眼の間に配置される（鰓脚類）。

多足類の場合、単眼はヤスデとゲジ以外の多くのムカデに見られる。いずれも側眼由来で、中眼由来の単眼は存在しない[18][19]。

鋏角類の場合、中眼由来の単眼はウミグモ類に2対、それ以外の群（真鋏角類）は原則として1対のみをもつ[3]。側眼由来の単眼はクモガタ類で多く見られ、現生群では3対前後（0から5対）のみをもつが、絶滅群の中で原始的なサソリと一部のワレイタムシは集約した十数対以上の側眼があり、複眼に近しい性質が残される[3]。クモの場合、側眼由来の3対の単眼は、往々にして中眼由来の1対と共に中央にまとまる[3]。
単眼の機能

通常、単眼は複眼に比べてより単純で補助的な機能（例えば明暗の感知のみ）をもつが、ハエトリグモのような、単眼のみをもつものの優れた視力を発揮できた例もある[20][21]。

昆虫の成体では単眼は光感知のみに使われるためピント調節機能が備わっていない代わりに、複眼よりも視覚情報が瞬時に脳にまで伝達するという特徴がある。昼行性の種では特に発達しており、トンボやハエなどの高い飛行能力は単眼と複眼の性質を上手く利用して体の向きを調整することによって実現されている。また、単純に光を感じる器官としても重要であり、セミなどでは鳴く時間帯を光によって知覚するための鼓舞器官として使われている。完全変態昆虫の幼虫の単眼は、色も識別でき、物の形態もわずかに感じ取ることができるといわれる。複眼が形成されるまでは、この器官が幼虫の視覚を全て担う。
脚注^ Javier Ortega-Hernandez, Ralf Janssen, Graham E. Budd (2017-05-01). “Origin and evolution of the panarthropod head - A palaeobiological and developmental perspective” (英語). Arthropod Structure & Development 46 (3): 354-379. doi:10.1016/j.asd.2016.10.011. .mw-parser-output cite.citation{font-style:inherit;word-wrap:break-word}.mw-parser-output .citation q{quotes:"\"""\"""'""'"}.mw-parser-output .citation.cs-ja1 q,.mw-parser-output .citation.cs-ja2 q{quotes:"「""」""『""』"}.mw-parser-output .citation:target{background-color:rgba(0,127,255,0.133)}.mw-parser-output .id-lock-free a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-free a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/65/Lock-green.svg")right 0.1em center/9px no-repeat}.mw-parser-output .id-lock-limited a,.mw-parser-output .id-lock-registration a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-limited a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-registration a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d6/Lock-gray-alt-2.svg")right 0.1em center/9px no-repeat}.mw-parser-output .id-lock-subscription a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-subscription a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/Lock-red-alt-2.svg")right 0.1em center/9px no-repeat}.mw-parser-output .cs1-ws-icon a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Wikisource-logo.svg")right 0.1em center/12px no-repeat}.mw-parser-output .cs1-code{color:inherit;background:inherit;border:none;padding:inherit}.mw-parser-output .cs1-hidden-error{display:none;color:#d33}.mw-parser-output .cs1-visible-error{color:#d33}.mw-parser-output .cs1-maint{display:none;color:#3a3;margin-left:0.3em}.mw-parser-output .cs1-format{font-size:95%}.mw-parser-output .cs1-kern-left{padding-left:0.2em}.mw-parser-output .cs1-kern-right{padding-right:0.2em}.mw-parser-output .citation .mw-selflink{font-weight:inherit}ISSN 1467-8039. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1467803916301669. 
^ a b Ortega-Hernandez, Javier (2015-06). “Homology of Head Sclerites in Burgess Shale Euarthropods”. Current Biology 25 (12): 1625-1631. doi:10.1016/j.cub.2015.04.034. ISSN 0960-9822. https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(15)00485-6.