视觉搜索由一系列与注意相关的动作组成，通过眼睛运动，调整发现图案的感知路径。韦尔提出了视觉搜索的三层嵌套循环模型。外层循环处理一般性的问题，大脑负责构建解决问题的步骤并执行；中层循环执行的是视觉搜索，寻找解决视觉查询的图案，包括一系列的眼睛运动；内层循环处理细节，负责进行视觉检测，判断检测图案是否为目标图案视觉感知活动可以分为两个路径：自下而上和自上而下的路径。
自下而上的路径源自呈现在视网膜上的图案视觉信息，是一种基于特征的视觉搜索；而自上而下的路径则出自注意力的需要，即根据任务的需要来依次决定