Немецкий ученый Фехнер, исходя из опытов Вебера, сделал допущение, что едва заметный прирост раздражителя (разностный порог) является единицей ощущения и что, следовательно, величину любого ощущения можно характеризовать суммой всех порогов в пределах от абсолютного порога до уровня действующего раздражителя. Применяя исчисление бесконечно малых, Фехнер пришел к выводу, что величина ощущения пропорциональна логарифму интенсивности действующего раздражителя (закон Фехнера).

Закон Фехнера выведен из предположения, что разностный порог остается величиной постоянной, не зависящей от интенсивности исходного раздражителя. Однако, как было указано, это не соответствует действительности. Поэтому закон Фехнера справедлив лишь для средних интенсивностей и передает лишь общую тенденцию более медленного роста ощущения по сравнению с ростом раздражителя.