Đa số các mắt đa hợp được tìm thấy trên các loài chân khớp như côn trùng hay giáp xác.

Mỗi mắt đa hợp có hình cầu, được chia làm từ hàng chục đến hàng nghìn múi. Mỗi múi có đường dẫn ánh sáng từ một hướng riêng, qua các thấu kính riêng, tới các tế bào nhạy sáng nằm bên trong, có thể phân biệt được độ sáng tối và đôi khi cả màu sắc hay độ phân cực của ánh sáng. Hình ảnh thu nhận bởi bộ não của các loài chân khớp này được tổng hợp từ các tín hiệu đơn lẻ đến từ các múi, tương ứng với từng hướng nhìn đơn lẻ.

Nhược điểm của mắt đa hợp so với mắt đơn là, do không có một thấu kính trung tâm hay võng mạc trung tâm với khả năng điều chỉnh độ hội tụ, việc ghép hình từ các ống dẫn sáng đơn lẻ tạo nên hình ảnh có độ phân giải hai chiều thấp. Tuy nhiên, ưu điểm của mắt đa hợp là quan sát được toàn bộ không gian mà không cần di chuyển đầu hay thay đổi cơ học trong mắt, khiến việc theo dõi các di chuyển nhanh rất dễ dàng, thông qua cảm nhận thay đổi cường độ sáng giữa các ống dẫn tương ứng với các hướng khác nhau. Các ống dẫn có hướng này cũng đôi khi giúp quan sát tốt độ phân cực ánh sáng.

Bản thân mắt đa hợp được chia làm hai loại chính và các phân loại nhỏ, cùng với một số ngoại lệ, tuỳ thuộc vào cơ chế quang học trong tạo ảnh (phản xạ, khúc xạ hay hấp thụ), và cơ chế xử lý tín hiệu của não.