El sistema nervioso de los humanos procesa la información sensorial interpretando los estímulos externos e internos y transfiriendo la información al cerebro para su procesamiento. Las neuronas del cerebro reciben impulsos electroquímicos. Como cualquier tipo de instrumento sensorial, las diversas neuronas aferentes o receptoras tienen un estímulo mínimo que realmente pueden detectar. Este estímulo, llamado umbral absoluto, varía entre personas y puede verse afectado por condiciones externas. Cuando los individuos son evaluados, pueden experimentar o no el estímulo; por lo tanto, el umbral absoluto se define como el nivel detectable más bajo de un estímulo el 50% del tiempo.
La visión se basa en dos tipos de células, bastones y conos, que tienen diferentes funciones. Los conos detectan el color; las varillas detectan formas y son las más adecuadas para ver en la oscuridad. El umbral absoluto de visión, o el número mínimo de fotones que el ojo puede detectar, se acepta generalmente como 90 fotones, de los cuales solo nueve llegan a la retina y la fóvea, la parte más sensible del ojo. Esta medida asume condiciones óptimas; es decir, ojos completamente ajustados a la oscuridad y una longitud de onda a la que los bastones son más sensibles.
La audición funciona transmitiendo impulsos electroquímicos a través del nervio auditivo cuando las vibraciones del aire se transfieren del tímpano a los cilios del oído interno. La presión atmosférica mínima para inducir un sonido audible cuando la fuente está adyacente al oído es de 20 micropascales, asumiendo que no hay daño auditivo. El oído está diseñado para escuchar sonidos dentro del rango de 20 a 20,000 hercios, pero es más sensible cuando se expone a frecuencias entre 1,000 y 5,000 hercios.
Varios factores pueden influir en el umbral absoluto informado de una persona: expectativa o anticipación del estímulo, exposición repetida, daño a los órganos sensoriales y estado mental o emocional. Si una persona espera recibir un estímulo en particular, naturalmente estará más en sintonía con él. La exposición repetida, por otro lado, hará que el sistema nervioso sensorial filtre ese tipo de entrada. El daño a los órganos sensoriales aumenta el umbral absoluto y los niveles altos de estrés harán que el cuerpo segregue adrenalina, lo que hace que los órganos sensoriales estén más sintonizados con los estímulos entrantes y probablemente respondan.
El umbral absoluto se distingue del umbral de diferencia. Esta medida se refiere a la diferencia mínima entre dos o más estímulos necesarios para que el cerebro detecte cualquier diferencia. Se puede entrenar el umbral de diferencia del cuerpo; por ejemplo, los catadores aprenden a distinguir entre sabores de vino casi idénticos.