Fechner quiso desarrollar un método que uniera mente y materia, que conectara el mundo disponible para todos con la impresión íntima y personal que cada individuo tiene de él. Así, inició su investigación sobre los umbrales sensoriales, es decir, las medidas límites para que un estímulo desencadene nuestra sensación.

El umbral absoluto
El concepto de umbral sensorial absoluto fue esencial para la psicofísica. En un inicio fue entendido como la medida por debajo de la cual no se produce sensación alguna —esa cantidad de energía que separa un "no me huele a nada" de un "creo que huele a algo"—.
Así, los estudios consistían en estimular con diferentes intensidades los sentidos de varias personas y pedirles que reportaran sus sensaciones. No obstante, se presentaron problemas porque incluso un mismo individuo, expuesto a un estímulo idéntico en varias ocasiones, reportaba resultados diferentes.
Por lo anterior, el umbral absoluto pasó a definirse como el nivel que debe ser superado para detectar un estímulo la mitad de las veces en que ocurre. Por ejemplo la concentración de sal que despierta el sabor salado en 50 de 100 veces que se prueba la mezcla.

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El umbral diferencial
La psicofísica también estudia qué tanto debe variar la intensidad de un estímulo para que notemos el cambio. 
Este umbral se define como la mínima diferencia de intensidad del estímulo que es percibida el 50% de las veces que ocurre.
El psicólogo alemán Heinrich Weber fue uno de los primeros científicos en investigar experimentalmente este tipo de umbral. De sus estudios surgió la llamada ley de Weber-Fechner, que implica dos afirmaciones:

• Entre mayor sea un estímulo inicial, mayor debe ser la diferencia de intensidad para sentir un cambio. 

•  Para que la sensación que tenemos de algo se multiplique por dos, el estímulo la que produce debe elevarse al cuadrado. 

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