Г. Фехнер выделял четыре этапа процесса чувственного отражения: раздражение (физический процесс), возбуждение (физиологический), ощущение (психический), суждение (логический). Сенсорный порог понимался как переход от возбуждения к ощущению. При рассмотрении количественных соотношений Фехнер, исключив из рассмотрения физиологический этап, попытался выявить зависимость непосредственно между раздражением и ощущением. Благодаря этому был выведен основной психофизический закон (закон Фехнера).

Закон Фехнера сформулирован в 1860 г. в „Элементах психофизики“.

Согласно этому закону, величина ощущения прямо пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя. Возрастание силы раздражения в геометрической прогрессии стоит в соответствии росту ощущения в арифметической прогрессии. Эта формула измерения ощущений была выведена на основе исследований Э. Вебера, в которых было показано постоянство относительной величины приращения раздражителя, вызывающего ощущение едва заметного различия. При этом был введен собственный постулат о том, что едва заметный прирост ощущения является величиной постоянной и может быть использован в качестве единицы измерения ощущения.