Die Durchführung einer Augenhintergrundspiegelung ist nur möglich, wenn eine freie Sicht ins Auge besteht. Das bedeutet, dass keine Trübungen der Hornhaut oder der Augenlinse oder Blutungen in den Glaskörper vorliegen dürfen.

In der Regel werden dem Patienten als erstes spezielle pupillenerweiternde Augentropfen gegeben, um die Untersuchung zu erleichtern. Der Augenarzt schaut dann mit Hilfe eines Vergrößerungsglases durch die Pupille auf den Augenhintergrund. Dazu muss das Auge mit einer hellen Lichtquelle ausgeleuchtet werden. Prinzipiell gibt es zwei Methoden der Augenhintergrundspiegelung:
Die direkte und die indirekte Augenhintergrundspiegelung, die beide ihre Vor- und Nachteile besitzen.

Bei der direkten Augenhintergrundspiegelung muss der Patient einen Punkt in der Ferne fixieren. Der Arzt beurteilt mit seinem rechten Auge das rechte Auge des Patienten (Entsprechendes gilt für die linke Seite). Zur Untersuchung muss er sehr nahe (bis zu einem Abstand von etwa 10cm) an den Patienten heranrücken, was von diesem häufig als unangenehm empfunden wird. Es wird ein elektrischer, handgehaltener Augenspiegel zwischen die Augen von Betrachter und Betrachtetem gebracht, der gleichzeitig eine Lupe, eine Lampe und eine sogenannte „Rekoss-Scheibe“ enthält, mit der Brechungsfehler (Refraktionsfehler) von Arzt und/oder Patient ausgeglichen werden können.

Das Bild, das der Arzt vom Augenhintergrund zu sehen bekommt, ist etwa 15-fach vergrößert, aufrecht und seitenrichtig. Wegen der starken Vergrößerung ist nur ein relativ kleiner Ausschnitt der Netzhaut einsehbar, dafür können aber viele Einzelheiten der Netzhautmitte, wie zum Beispiel der Austritt des Sehnerven, der gelbe Fleck oder die zentralen Blutgefäße, genau betrachtet werden.