Metarhodopsin er et protein i øjets lysfølsomme nethindecelle (fotoreceptor), som kan phosphoryleres, når det belyses af et særligt protein (versitax) og lede et elektrokemisk signal fra nervevævet til nethindens lysreceptorer. Det er involveret i nat- og dagsyn.
Metarhodopsin molekyle er en calmodulin binding sensor (CBS), en fotoaktiveret sensor, en monomer ionkanal. Molekylet er i stand til hurtig fotoaktivering, når dets indre koordinationssfære er mættet med calcium, hvilket får kanalen til at skifte fra en åben tilstand (transport af Ca2+, SO4-, H+) til en lukket tilstand (transport af ioner forekommer ikke). Takket være dette system åbner sammentrækninger sig først, efter at lys er blevet detekteret af en fotoreceptorneuron. Denne opdagelse antyder, at fotodetektorer, der bruger metarhodopsiner, kan fungere godt uden lys. Der var en hypotese om, at lyssensorceller ved hjælp af metarhodopsis signalerer naboceller om et kraftigt tab af lys.