Все прямые мышцы начинаются от сухожильного кольца Цинна, расположенного у вершины орбиты и окружающего зрительный нерв, и прикрепляются к склере в 5—8 мм от лимба. В соответствии с местом прикрепления к склере различают внутреннюю, наружную, верхнюю и нижнюю прямые мышцы.

Верхняя косая мышца начинается от надкостницы орбиты сверху и кнутри от зрительного отверстия, идет кпереди, перекидывается через блок (хрящеподобное образование лобной кости, располагающееся в Змм от орбитального края) и, направляясь несколько кзади и книзу, прикрепляется к склере в верхне-назальном сегменте.

Нижняя косая мышца начинается от назальной части стенки орбиты позади от нижней орбитальной щели. Она проходит под нижней прямой и наружной прямой мышцами и прикрепляется к склере в задне-темпоральном сегменте глазного яблока.

Иннервация глазодвигательных мышц. Наружная прямая мышца, отводящая глаз кнаружи, иннервируется отводящим нервом (VI пара). Верхняя косая мышца, сухожилие которой перекидывается через блок,— блоковым нервом (IV пара). Верхняя, внутренняя и нижняя прямые мышцы, а также нижняя косая иннервируются глазодвигательным нервом (III пара).

Действие глазодвигательных мышц. Внутренняя и наружная прямые мышцы поворачивают глазное яблоко в горизонтальном направлении, в стороны, одноименные названию мышцы.

Верхняя и нижняя прямые мышцы поворачивают глазное яблоко в сторону, одноименные названию мышцы и обе — кнутри.

Верхняя и нижняя косые мышцы действуют, поворачивая глаз в сторону, противоположную названию мышцы (т. е. верхняя книзу, а нижняя кверху), и обе — кнаружи.

Движения глазных яблок требуют совершенной координации действия наружных мышц с обеих сторон. Координированные действия 6 пар глазодвигательных мышц обеспечивают необходимое условие для бинокулярного зрения. Только при этом возможно слияние в мозгу двух раздельных изображений в единый стереоскопический образ. В случае нарушения функций мышц (например, при парезе или параличе одной из них) или нарушения координации их действия в головном мозгу, не может произойти слияние изображений, получаемых от обоих глаз, и возникает двоение или же центральное зрение одного из глаз подавляется, т. е. развивается амблиопия.