Die Psychophysik versucht, die Beziehung zwischen einem physischen Reiz und dem psychologischen Eindruck, den er erzeugt, oder wie die physische Welt den Geist beeinflusst, zu verstehen. Die Verbindung zwischen Wahrnehmung und Psychophysik besteht darin, dass die Wahrnehmung eines der Konstrukte ist, die im psychologischen Teil der Gleichung untersucht werden. Die Psychophysik verwendet quantitative Messungen, um die Beziehung zwischen den durch Reize verursachten Empfindungen und Wahrnehmungen zu analysieren.
Die Beziehung zwischen Wahrnehmung und Psychophysik ist insofern wichtig, als das, was eine Person als solche wahrnimmt, nicht immer auf den Reiz hindeutet. Reize besitzen unterschiedliche Eigenschaften, die sich darauf auswirken, ob eine Person sie wahrnimmt oder nicht, und ihre Identifizierung diktieren. Der Grad des Unterschieds zwischen Reizen beeinflusst, ob sie unterscheidbar sind oder nicht und bis zu welcher Größenordnung ein Reiz erreichen muss, bevor Ähnlichkeiten und Unterschiede beurteilt werden können.
Es gibt drei Methoden zur Messung der Wahrnehmung in der Psychophysik. Sie sind Größenschätzung, Abgleich und Erkennung oder Unterscheidung. Bei der Magnitudenschätzung muss das Subjekt einen Stimulus danach bewerten, wie hell oder laut er auf einer Skala ist. Beim Matching muss das Subjekt die Reize finden, die in Aussehen, Klang oder Tonhöhe ähnlich sind. Bei der Erkennung wird die Person aufgefordert, zwischen kleinen Intensitätsunterschieden zu unterscheiden oder ob ein Licht geblitzt oder ein Ton gespielt wurde. Zwei wichtige Begriffe in der Wahrnehmung und Psychophysik sind die „absolute Schwelle“ und die „Differenzschwelle“. Der absolute Schwellenwert bezieht sich auf die kleinste erkennbare Menge an Reizenergie, und der Differenzschwellenwert oder einfach wahrnehmbare Unterschied bezieht sich auf den kleinsten erkennbaren Unterschied zwischen zwei Reizen.
Eine der wichtigsten Regeln der Wahrnehmung und Psychophysik ist das Webersche Gesetz, das besagt, dass die Differenzschwelle zwischen zwei Reizen proportional zur Grundlinie oder Ausgangsintensität ist. Das heißt, wenn eine kleine Zunahme der Intensität auf einen kleinen Parameter angewendet wird, dann kann diese Zunahme erfasst werden. Wenn jedoch dieselbe kleine Erhöhung auf einen größeren Parameter angewendet wird, ist sie nicht mehr nachweisbar. Zum Beispiel wird jemand, der ein kleines Gewicht hält, das Hinzufügen eines anderen kleinen Gewichts bemerken, während jemand, der ein schweres Gewicht hält, das Hinzufügen eines leichten Gewichts nicht bemerken wird.
Studien in Wahrnehmung und Psychophysik sind für Bereiche wie Ergonomie und Mensch-Computer-Interaktion von großem Nutzen. Das Design von Produkten wie Haushaltsgeräten, Software und Flugschnittstellen orientiert sich an den Ergebnissen psychophysikalischer Experimente. Andere Gebiete, die von der Psychophysik profitiert haben, sind Neurologie, Psychologie und Augenheilkunde.