暗适应主要机制是视觉的二重功能的作用，在明亮环境中由锥状细胞起主导作用转为黑暗中由柱状细胞起主导作用的结果。在黑暗中，视网膜上的柱状细胞的感受性逐步提高，察觉能力亦随之提高，在柱状细胞内有一种紫红色的感光化学物质，叫做视紫红质。这种感光化学物质类似照相底板上的感光乳剂，在曝光的时候被破坏褪色。当眼睛进入黑暗中，视紫红质又重新合成而恢复其紫红色。视觉的暗适应程度是与视紫红质的合成程度相应的，在黑暗中的最初15分钟是暗适应的关键时刻，在黑暗中停留半小时，视觉感受性提高约十万倍。在黑暗中，视网膜柱状细胞视紫红质的合成需要维生素A参与，所以缺乏维生素A的人时常伴有夜盲症的视觉障碍——他们在黄昏和夜晚视觉能力显著降低。
由于红色光只对中央视觉的锥状细胞起作用，而对边缘视觉的柱状细胞不起作用。柱状细胞的视紫红质不为红光所破坏，所以红光不阻碍柱状细胞的暗适应过程，在黑暗环境工作的人们，如从事X光检查的医生，在进入光亮环境之前戴上红色眼镜，再回到黑暗环境时，他的视觉感受性仍能保持原来水平，不需重新暗适应，重要的信号灯、车辆的尾灯等采用红光也是利于暗适应的，夜航飞机驾驶舱的仪表采用红光照明，这既能保证飞行员看清仪表、又能保持视觉的暗适应水平，以利于在黑暗观察机舱外部的物体。