神经纤维延伸而成，在视孔附近最厚，向锯齿缘方向渐渐变薄。视神经纤维穿过筛板后失去髓鞘，继续穿过脉络膜、视网膜，变成单纯的轴索。神经纤维到达视网膜内表面后，从入口处发散，集结成束状分布整个表面，并在多处形成丛状结构。大多数纤维为向心分布，是神经节细胞层的细胞的轴索直接延续，但也有少部分是离心分布，并在内丛状层和内核层交错分叉，末端增大。
病理.色素性视网膜炎患者可见视网膜神经纤维层异常变薄，其程度和病情轻重相关。 然而，神经纤维层也会随年龄增长及视觉敏锐度的下降而变薄