Složené oko hmyzu se skládá z jednotek nazývaných ommatidia. ommatidium obsahuje shluk fotoreceptorových buněk obklopený podpůrnými buňkami a pigmentovými buňkami. Vnější část ommatidia je překryta průhlednou rohovkou. Každé ommatidium je inervováno jedním axonem a poskytuje tak mozku jeden obrazový prvek. Mozek vytváří obraz z těchto nezávislých obrazových prvků. Počet ommatidia v oku závisí na typu hmyzu a pohybuje se od pouhé hrstky v primitivních Archaeognatha a Thysanura až po několik stovek ve větších Diptera.
Každé ommatidium je v průřezu šestiúhelníkové a je desetkrát delší než jeho průměr. Průměr je na povrchu největší, směrem k vnitřnímu konci se zužuje. Na vnějším povrchu je rohovka, pod níž je pseudokužel, který působí na další zaměření světla. Rohovka a pseudokužel tvoří vnějších 10% délky ommatidia.
Průřez složeného oka – nahoře: nízká světelná kondice, s oddělenými pigmenty smluvně tak, aby světlo dosáhlo více ommatidia zaměření na jeden nerv; dole: světlá kondice, s pigmenty rozšířené
Vnitřních 90% ommatidia obsahuje šest až sedm (v závislosti na druhu) dlouhých tenkých R buněk. R buňky jsou fotosenzorické buňky. Těsně balí ommatidium. Část R buněk ve střední ose ommatidia společně tvoří světlovod, průhlednou trubici, zvanou rhabdom. V určitých dipterech (komárech a mouchách) se rhabdom rozdělil do sedmi nezávislých rhabdomerií. To si vyžádalo přepracování oka tak, že každé ommatidium má nyní sedm axonů vedoucích z něj. Výhodou tohoto uspořádání je, že zvyšuje počet obrazových prvků sedmkrát, aniž by zvyšoval počet ommatidií.
Vzhledem k tomu, že obraz složeného oka je vytvořen z nezávislých obrazových prvků vytvořených ommatidií, je důležité, aby ommatidia reagovala pouze na tu část scény, která je přímo před ní. Aby světlo vstupující pod určitým úhlem nemohlo být detekováno ommatidiem, do kterého vstoupilo, nebo kteroukoli ze šesti sousedních ommatidií, je přítomno šest pigmentových buněk. Pigmentové buňky lemují vnější stranu každého ommatidia. Každá pigmentová buňka je umístěna na vrcholu šestiúhelníků a tak lemuje vnější stranu tří ommatidií. Světlo vstupující pod určitým úhlem prochází tenkým průřezem fotoreceptorové buňky, jen s nepatrnou šancí na jeho vzrušení, a je absorbováno pigmentovou buňkou dříve, než může vstoupit do sousedního ommatidia. U mnoha druhů je v situacích s nízkým světlem pigment stažen, takže světlo vstupující do oka může být detekováno kteroukoli z několika ommatidií. To zlepšuje detekci světla, ale snižuje rozlišení.