Song thị (nhìn đôi- diplopie) là nhìn một vật thành hai ở một hướng nhất định, ảnh của vật không rơi và các điểm tương ứng trên hai võng mạc. Dây vận nhãn bao gồm dây 3, dây 4 và dây 6. Tổn thương các dây vận nhãn gây nên chứng song thị. Căn cứ vào vị trí xuất phát và chức năng chi phối của từng dây mà gây nên chứng song thị với những đặc điểm khác nhau. Các dây thần kinh 3, 4, 6 không chỉ là các dây vận động mà có cả- các sợi đi tới, truyền các cảm giác vận động của các cơ ở ngoài nhãn cầu.    Dây thần kinh số 3 xuất phát từ cuống não cùng bên.Dây thần kinh 3 chi phối tất cả các cơ bên trong mắt, đồng tử và thể mi, cơ nâng mi trên. Liệt (hoàn toàn) dây thần kinh số 3 gây song thị, mắt lác ra ngoài và không liếc được vào phía trong, sụp mi, đồng tử giãn và mất phản xạ. Khi dây thân kinh bị tổn thương, liệt một phần gây nên triệu chứng phổ biến đó là sụp mí mắt.
     Dây thần kinh số 4 xuất phát từ cuống não bên kia, ngay dưới nhân dây thần kinh 3. Liệt dây thần kinh số 4, hay liệt dây thần kinh ròng rọc thường gây ra triệu chứng lác dọc, song thị đứng (một hình cao một hình thấp), bệnh nhân khó chịu nhiều khi nhìn xuống phía dưới, đầu có thể nghiêng về bên mắt không bị liệt để tránh song thị. Khi người bệnh liếc mắt về bên lành hoặc nghiêng đầu về bên lác thì độ lác tăng lên. Liệt dây 4 có thể bị một bên hoặc cả hai bên. 
     Dây thần kinh số 6 xuất phát từ một nhân nằm ở ranh giới giữa cầu não và hành não cùng bên. Dây thần kinh số 6 chi phối cơ thẳng ngoài và làm mắt đưa ra ngoài. Liệt dây thần kinh số 6 gây ra song thị ngang (hai hình nằm ngang nhau), mắt lác vào trong và không liếc được ra phía ngoài. 
Như vậy khi bị song thị không có nghĩa là bị ảnh hưởng dây thần kinh số 3, dây thân kinh số 4, hay dây thần kinh số 6 mà cần phân biệt, xác định nguyên nhân gây bệnh để để chữa trị thì mới hiệu quả, bệnh nhanh khỏi.