Psühhofüüsika on psühholoogia alamvaldkond, mis käsitleb seost füüsiliste stiimulite ja subjektiivsete reaktsioonide ehk tajude vahel. Mõiste “psühhofüüsika” võttis kasutusele valdkonna asutaja Gustav Theodor Fechner 1860. aastal. Varasemad teadlased, sealhulgas saksa füsioloog Ernst Heinrich Weber ja keskaegne teadlane Alhazen, viisid läbi sarnaseid katseid, kuigi valdkond oli täpselt määratletud alles Fechneri tööga. Katsed võivad keskenduda mis tahes sensoorsele süsteemile: kuulmine, maitse, puudutus, lõhn või nägemine.
Psühhofüüsika katsetes kasutatakse objektiivselt mõõdetavaid stiimuleid, näiteks erineva heledusega valgust või erineva tugevusega helisid. Lävi ehk limin on punkt, kus subjekt saab tuvastada stiimuli või stiimuli muutuse. Läve alla jäävaid stiimuleid peetakse subliminaalseteks või tuvastamatuteks.
Absoluutne lävi ehk avastamislävi on punkt, kus subjekt saab stiimuli olemasolu tuvastada, samas kui erinevuslävi on kahe stiimuli vahel tajutava erinevuse suurus. Näiteks võib erinevuse läve testida, paludes subjektil heli reguleerida, kuni see on teise heliga sama, ja seejärel mõõta nende kahe heli erinevust. Subjektiivse võrdsuse punkt (PSE) on punkt, kus subjekt peab kahte stiimulit samadeks, samas kui just märgatav erinevus (JND) või erinevus limen (DL) on 50% ajast tajutud stiimulite erinevus.
Klassikalised psühhofüüsika katsed võivad esineda mitmel kujul. Nad võivad kasutada kasvavat piiride meetodit, mille puhul stiimulid esitatakse väga madalal, tuvastamatul tasemel, seejärel suurendatakse neid järk-järgult, et märkida punkt, kus need muutuvad tajutavaks. Teine meetod on pidevate stiimulite meetod, mille puhul stiimuleid manustatakse pigem juhuslikus kui kasvavas järjekorras. Kohandamise meetod nõuab, et subjekt manipuleeriks stiimulitega, kuni need on taustal vaevumärgatavad või kuni need on samasugused või vaevu erinevad teistest stiimulitest.
Psühhofüüsika eksperimenteerimise uuemad meetodid hõlmavad neid, mida nimetatakse trepiprotseduurideks, mida kasutas esmakordselt Ungari biofüüsik Georg von Békésy 1960. aastal. Trepiprotseduure kasutavates katsetes esitatakse stiimuleid esmalt kõrgel, tuvastataval tasemel. Intensiivsust vähendatakse seni, kuni subjekt eksib selle tajumisel. Pärast viga pööratakse skaala ümber, kusjuures intensiivsus suureneb, kuni subjekt vastab õigesti. Sel hetkel vähendatakse intensiivsust uuesti. Seejärel keskmistatakse ümberpööramiste väärtused. Treppide meetod aitab katsetajatel künnisel kitsendada.