Psykofysiikka yrittää ymmärtää fyysisen ärsykkeen ja sen luoman psykologisen vaikutelman välisen suhteen tai sen, miten fyysinen maailma vaikuttaa mieleen. Hahmottamisen ja psykofysiikan välinen yhteys on, että havainto on yksi yhtälön psykologisessa osassa tutkituista rakenteista. Psykofysiikka analysoi kvantitatiivisten mittausten avulla ärsykkeiden aiheuttamien tuntemusten ja havaintojen välistä suhdetta.
Käsityksen ja psykofysiikan välinen suhde on tärkeä, koska se, mitä ihminen kokee olevansa, ei aina osoita ärsykettä. Ärsykkeillä on erilaisia ominaisuuksia, jotka vaikuttavat siihen, onko henkilö tietoinen niistä vai ei, ja sanelevat heidän tunnistamisensa. Ärsykkeiden välinen ero vaikuttaa siihen, ovatko ne erottamiskykyisiä vai eivät ja missä määrin ärsykkeen on saavutettava ennen kuin voidaan arvioida samankaltaisuutta ja eroa.
Psykofysiikassa havaintoja mitataan kolmella menetelmällä. Ne ovat suuruuden arviointia, vastaavuutta ja havaitsemista tai syrjintää. Suuruusarvioinnissa kohteen on arvioitava ärsyke sen mukaan, kuinka kirkas tai voimakas se on asteikolla. Vastaavuus edellyttää, että kohde löytää ärsykkeet, jotka ovat ulkonäöltään, ääneltään tai sävelkorkeudeltaan samankaltaisia. Havainnoinnissa kohdetta pyydetään erottamaan pienet voimakkuuserot tai salama tai salama. Kaksi tärkeää käsityksessä ja psykofysiikassa käytettyä termiä ovat “absoluuttinen kynnys” ja “eroraja”. Absoluuttinen kynnys viittaa pienimpään havaittavissa olevaan ärsykkeen energian määrään ja eroraja tai vain havaittavissa oleva ero viittaa pienimpään havaittavissa olevaan eroon kahden ärsykkeen välillä.
Yksi tärkeimmistä käsityksistä havainnoinnissa ja psykofysiikassa on Weberin laki, jonka mukaan kahden ärsykkeen välinen kynnys on verrannollinen perusviivaan tai aloitusvoimakkuuteen. Toisin sanoen, jos pientä voimakkuuden kasvua sovelletaan pieneen parametriin, tämä kasvu voidaan havaita. Jos samaa pientä korotusta sovelletaan kuitenkin suurempiin parametreihin, sitä ei enää voida havaita. Esimerkiksi joku, jolla on pieni paino, huomaa toisen pienen painon lisäämisen, kun taas raskasta painoa kantava henkilö ei huomaa kevyen painon lisäämistä.
Käsitys- ja psykofysiikan opinnot ovat hyödyllisiä ergonomian ja ihmisen ja tietokoneen välisen vuorovaikutuksen kaltaisilla aloilla. Tuotteiden, kuten kodinkoneiden, ohjelmistojen ja lentorajapintojen, suunnittelu viittaa psykofysiikan kokeiden tuloksiin. Muita psykofysiikasta hyötyneitä aloja ovat neurologia, psykologia ja oftalmologia.