A.- Le 4 octobre 2000, V._ a présenté une demande de prestations de l'assurance-invalidité tendant à la prise en charge d'opérations de la cataracte. Elle a été opérée de l'oeil droit le 12 octobre 2000, ce qui lui a permis de recouvrer une acuité visuelle de 1,0, alors qu'elle était de 0,5 pour les deux yeux avant l'intervention (rapport du 6 novembre 2000 et lettre du 19 décembre 2000 de la doctoresse A._). L'intervention sur l'oeil gauche a eu lieu le 9 février 2001.
Par décisions des 13 et 14 mars 2001, l'Office de l'assurance-invalidité du canton de Neuchâtel (ci-après :
l'office AI) a pris en charge l'opération de la cataracte de l'oeil droit et les moyens auxiliaires optiques qu'il nécessitait.
Le 12 avril 2001, l'office AI a en revanche refusé la demande de prestations concernant l'oeil gauche. Il a en effet considéré que le remboursement de la seconde opération n'incombait pas à l'assurance-invalidité, dès lors que l'affection oculaire de l'assurée, vu son caractère unilatéral, n'avait pas pour effet de diminuer sa capacité de gain et ne présentait donc pas le caractère d'une mesure de réadaptation au sens de la loi.
B.- V._ a recouru contre la décision du 12 avril 2001 devant le Tribunal administratif du canton de Neuchâtel en concluant à la prise en charge de l'opération de la cataracte de l'oeil gauche. Elle invoquait le fait que la seconde opération était nécessaire en raison du déséquilibre de l'acuité visuelle entre les deux yeux.
Par jugement du 9 juillet 2001, le Tribunal administratif neuchâtelois a admis le recours et renvoyé le dossier à l'office AI pour qu'il en complète l'instruction sur le point d'une éventuelle déficience d'acuité unilatérale, après l'opération de l'oeil droit. Le cas échéant, il lui incombait de déterminer s'il était possible d'y remédier par des verres conventionnels, à la charge de l'assurance-invalidité; à défaut, l'opération s'imposait et devait être remboursée par l'assurance-invalidité.
C.- L'office AI interjette recours de droit administratif contre ce jugement en concluant à son annulation et à la confirmation de sa décision du 12 avril 2001. Pour l'essentiel, l'office AI soutient que la prise en charge de la mesure médicale en cause n'incombe pas à l'assurance-invalidité, car l'assurée n'était, lorsqu'elle en a bénéficiée, ni invalide ni menacée d'une invalidité imminente.
V._ n'a pas fait usage de la faculté qui lui était offerte de se déterminer sur le recours, tandis que l'Office fédéral des assurances sociales conclut à l'admission de celui-ci.

Considérant en droit :
1.- Le litige porte sur le droit de l'intimée à la prise en charge, au titre de mesures médicales de réadaptation de l'assurance-invalidité, de l'opération de la cataracte de l'oeil gauche subie le 9 février 2001.
2.- a) A teneur de l'<ref-law>, l'assuré a droit aux mesures médicales qui n'ont pas pour objet le traitement de l'affection comme telle, mais sont directement nécessaires à la réadaptation professionnelle et sont de nature à améliorer de façon durable et importante la capacité de gain ou à la préserver d'une diminution notable.
En règle générale, on entend par traitement de l'affection comme telle la guérison ou l'amélioration d'un phénomène pathologique labile. L'assurance-invalidité ne prend en charge, en principe, que les mesures médicales qui visent directement à éliminer ou à corriger des états défectueux stables, ou du moins relativement stables, ou des pertes de fonction si ces mesures permettent de prévoir un succès durable et important au sens de l'<ref-law> (<ref-ruling> consid. 3a et les références).
b) Selon la jurisprudence constante du Tribunal fédéral des assurances, le traitement opératoire de la cataracte grise ne vise pas la guérison d'un processus pathologique labile, mais a pour but d'éliminer, par l'ablation du cristallin devenu opaque, donc inutile, une affection qui se serait, quoi qu'il en soit, stabilisée spontanément, au moins d'une manière relative (<ref-ruling> consid. 3a, 103 V 13 consid. 3a et les arrêts cités; VSI 2000 p. 301 consid. 2b, p. 305 consid. 2a).
3.- En l'espèce, il n'est pas contesté que l'opération de la cataracte à l'oeil gauche était indiquée et s'est déroulée avec succès. Mais ces éléments ne suffisent pas pour qualifier l'intervention de mesures médicales de réadaptation au sens de l'<ref-law>. Encore faut-il que ces mesures soient de nature à améliorer de façon durable et notable la capacité de gain de l'intimée ou à la préserver d'une diminution notable, ce qui n'est pas le cas en l'espèce.
En effet, il ressort du dossier qu'après l'opération de la cataracte à l'oeil droit, l'intimée a recouvré une acuité visuelle de 1,0. A l'instar du recourant et de l'instance cantonale de recours, on peut retenir qu'elle a récupéré une vision normale de l'oeil droit. Dès lors, elle était, en dépit de la cataracte à l'oeil gauche, à même de poursuivre son activité professionnelle comme enseignante et directrice adjointe d'un lycée. L'affection oculaire subsistante, vu son caractère unilatéral, n'était en effet pas de nature à l'empêcher d'exercer son activité lucrative, du moins dans une mesure propre à entraîner une diminution de la capacité de gain qui soit notable au sens de l'<ref-law> (comp. VSI 2000 p. 303 consid. 4b).
Du reste, l'intimée a repris son activité neuf jours après la première opération, sans alléguer, ni rendre vraisemblable une autre période d'incapacité de travail.
L'intimée a fait valoir qu'elle était gênée par le déséquilibre de vision entre les deux yeux. Toutefois, ce déséquilibre, dû au fait que l'oeil droit présentait une acuité visuelle plus importante que l'oeil gauche, n'a pas eu d'effet sur sa capacité de gain, puisque l'intimée n'a pas cessé ou réduit son activité lucrative dans une mesure déterminante avant la seconde opération.
Dans ces circonstances, l'opération de la cataracte à l'oeil gauche n'a pas le caractère d'une mesure de réadaptation de l'assurance-invalidité, de sorte que l'administration était en droit d'en refuser la prise en charge, sans qu'aucune mesure d'instruction complémentaire sur un autre point ne fût nécessaire.
Il suit de ce qui précède que le recours est bien fondé.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral des assurances
prononce :
I. Le recours est admis et le jugement du 9 juillet 2001
du Tribunal administratif du canton de Neuchâtel est
annulé.
II. Il n'est pas perçu de frais de justice.
III. Le présent arrêt sera communiqué aux parties, au Tribunal administratif du canton de Neuchâtel et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 14 janvier 2002
Au nom du
Tribunal fédéral des assurances
Le Président de la IIIe Chambre :
La Greffière :