葡萄膜具有丰富的血管及色素，故又称为血管膜和色素膜。具有供给眼球营养、遮光和暗室的作用。从前至后可将其分为三部分：虹膜、睫状体、脉络膜。
1.虹膜虹膜位于角膜后面，为圆盘状，其周边根部与睫状体相连，直伸晶状体前面，由此将眼球前部腔隙分隔成前房和后房两部分，虹膜悬在房水中。其表面呈高低不平的辐射状隆起的条纹，形成虹膜纹理和隐窝。
虹膜中央有一直径为2.5～4mm的圆孔，称瞳孔，其大小与年龄、屈光及精神状态等因素有关。瞳孔周围有呈环形排列的瞳孔括约肌，受副交感神经支配，兴奋时瞳孔缩小；还有呈放射状排列的瞳孔开大肌，受交感神经支配，兴奋时具有扩大瞳孔的作用。瞳孔的缩小、开大动作
可以调节进入眼内光线的多少。当光线直接照射一眼瞳孔时引起两眼瞳孔均缩小的现象，称为瞳孔对光反射。光照眼的瞳孔缩小称直接对光反射，对侧眼的瞳孔缩小称间接对光反射。眼视近时瞳孔缩小，并发生调节和集合作用，称为瞳孔近反射。
在组织学上，虹膜主要由前面的基质层和后面的色素上皮层构成。基质层是由疏松的结缔组织和虹膜色素细胞组成的框架网，神经、血管行走其间。虹膜基质内有丰富的动脉、静脉和毛细血管，被丰富的色素掩盖，正常情况下看不到血管。虹膜颜色决定于基质内色素细胞的色素含量，如色素致密则虹膜呈棕色，色素较少则虹膜呈蓝色或灰色。色素上皮层分前、后两层，两层细胞中均含丰富而致密的黑色素，故虹膜后面呈深黑颜色。后层的色素上皮在瞳孔缘向前翻转为一条细窄的黑色环形花边，称瞳孔领。
虹膜具有丰富的血管和密布的三叉神经纤维网，感觉特别敏锐。发生炎症时虹膜肿胀，纹理消失，并有剧烈的眼痛及大量的渗出，甚至出血。
2.睫状体睫状体在巩膜内面，前接虹膜根部，后于锯齿缘处与脉络膜相连，是宽6～7mm的环带组织（图2-4）。其色深褐，矢状面约呈三角形，基底朝向虹膜根部（图2-5）。前1/3肥厚，称睫状冠，宽约2mm，富含血管，有70～80个纵行放射状突起，称睫状突；后2/3薄而扁平，称为睫状体扁平部。扁平部与脉络膜相连处呈锯齿状，称锯齿缘。睫状突上皮细胞产生房水，房水可供给眼球内组织的营养、维持眼内压。
睫状体主要由睫状肌和睫状上皮细胞组成。睫状肌由外侧的纵行、中间的放射状和前内侧的环形三组肌纤维组成，为平滑肌，受副交感神经支配。睫状体到晶状体赤道部有纤细的晶状体悬韧带联系。睫状肌的舒缩对晶状体起调节作用和房水外流作用，即睫状肌之环形肌纤维收缩，晶状体悬韧带松弛，晶状体借助自身弹性变凸，屈光力增加，以达到视近的目的，这一作用称为调节；其中纵行肌纤维收缩，牵引前部脉络膜，将巩膜突向后拉，使小梁网开放，有利于房水的外流。此外，若睫状肌长时间收缩会出现调节过度而发生近视现象；又因牵引前部脉络膜影响锯齿缘部视网膜，可造成视网膜的囊样变性，甚至发生周边视网膜裂孔。
睫状体有来自睫状长、短神经的感觉神经，并在睫状肌中形成神经丛，分布密集，又富含血管，故炎症时眼痛、渗出明显。
3.脉络膜脉络膜前起于锯齿缘，后止于视盘周围，介于巩膜与视网膜之间。其由外向内分为：①脉络膜上腔：为血管、神经通过的要道，有睫状后长动脉、睫状后短动脉、睫状神经等从此通过；②大血管层：血管的网状条纹特别显著，是豹纹眼底的由来；③中血管层；④毛细血管层；⑤玻璃膜（Bruch膜）：无结构的透明组织，与视网膜的色素上皮层紧密相连。
脉络膜血液主要来自睫状后短动脉，占眼球血液总量的65%左右，供给视网膜外层和玻璃体的营养。但因血流出入口均小，血流缓慢，血管通透性高，故脉络膜易受到自身免疫、感染、代谢、血源性、肿瘤等因素的影响而发生病变。因为脉络膜毛细血管通透性高，小分子的荧光素易于渗漏，而大分子吲哚青绿不易渗漏，所以吲哚青绿能较好地显示脉络膜血管的影像。
脉络膜含有丰富的色素，有遮光作用，使眼球成暗箱，确保成像清晰。脉络膜不含感觉神经纤维，发炎时无疼痛感。