A pupila do olho e o obturador de uma câmera funcionam de forma semelhante ao permitir a passagem de luz. Em uma câmera, o obturador permite que a luz passe pela lente e atinja o filme onde a imagem é registrada. A pupila se abre para o humor vítreo que preenche o olho. A luz permeia o humor e atinge a retina através da pupila. O cérebro interpreta os sinais nervosos da retina como visão. A inundação de luz entregue por um flash de câmera produz mudanças temporárias na função visual da retina.
A retina contém dois tipos de células especializadas que respondem à luz. Essas células, ou fotorreceptores, são chamadas bastonetes e cones. Numerando mais de 120 milhões, os bastonetes funcionam melhor em baixa luz e facilitam visão noturna e periférica. Os cones, cerca de seis milhões, percebem e reconhecem cores. Cones precisam de luz brilhante para funcionar. Um flash de câmera satura os cones na retina, deixando-os temporariamente incapazes de perceber cor com precisão.
A percepção de luzes coloridas pode resultar da saturação dos cones por um flash de câmera. O fenômeno intensifica ao olhar diretamente para o flash. Os cones ficam temporariamente sobrecarregados pelo influxo significativo de luz e precisam de alguns momentos para recuperar. Embora os efeitos do flash sejam curtos e inofensivos, olhar diretamente para o sol ou outros objetos brilhantes por períodos prolongados pode causar danos permanentes.
A luz do flash entra na pupila e reflete em uma área na parte de trás da retina, chamada coróide. A coróide contém uma rica rede de vasos sanguíneos. Como a pupila não tem tempo para contrair antes da foto, um reflexo vermelho do fundo do olho, ou "olho vermelho", aparece na foto. Nem todos são igualmente suscetíveis. Indivíduos não diretamente alinhados com o flash não exibirão olho vermelho. Também existe uma camada de melanina dentro do olho chamada epitélio pigmentar. O olho vermelho pode não ser visto se o sujeito tem epitélio pigmentar denso, pois absorve parte da luz do flash. Diferenças naturais são observadas em quão larga a pupila aparece em diferentes níveis de luz. Pessoas com pupilas menores são menos propensas a olho vermelho que aquelas com pupilas maiores.
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