Les barrières hémato-oculaires comprennent la barrière hématoaqueuse et la barrière hématorétinienne. Leur siège anatomique est situé dans les cellules endothéliales des capillaires de l'iris et de la rétine, ainsi que dans les cellules épithéliales claires du corps ciliaire, les cellules épithéliales postérieures de l'iris et les cellules de l'épithélium pigmenté de la rétine. La microscopie électronique a isolé les jonctions intercellulaires serrées (zonula occludens) comme les composantes les plus importantes de ces barrières. Elles empêchent les substances extracellulaires de circuler entre les cellules et les obligent à traverser la membrane cytoplasmique selon des mécanismes actifs et passifs très sélectifs. La biologie moléculaire a montré que les jonctions serrées étaient composées de protéines dont les plus importantes sont les occludines dont la teneur est proportionnelle aux propriétés de perméabilité cellulaire. La régulation des jonctions serrées est régie par de nombreuses molécules au premier rang desquelles se trouvent les facteurs de croissance comme levascular endothelium growth factor(VEGF). La barrière hématoaqueuse est un système de régulation du débit et de la composition de l'humeur aqueuse. Elle a une importante fonction d'épuration. La barrière hématorétinienne sert à la protection et à l'homéostasie de la rétine et du vitré. Les barrières hémato-oculaires s'opposent à la pénétration des médicaments à l'intérieur du globe et par ailleurs leur dysfonctionnement est à l'origine de nombreuses maladies cécitantes. Elles peuvent être étudiées grâce à des marqueurs biologiques au premier rang desquels la fluorescéine comme dans l'angiographie fluorescéinique ou la fluorométrie. Le « laser flare cell meter » permet une étude rapide et plus aisée de la barrière hématoaqueuse et l'imagerie par résonance magnétique (IRM) est peut-être une méthode d'avenir.