Jednoduchý rozdíl: Weber popisuje právě postřehnutelný rozdíl takto: „Při pozorování rozdílu mezi srovnávanými věcmi nevnímáme rozdíl mezi věcmi, ale poměr tohoto rozdílu k velikosti srovnávaných věcí.“. Jinými slovy, jsme schopni rozlišit relativní rozdíl, nikoli absolutní rozdíl mezi věcmi. Neboli jsme schopni rozeznat nějaký konstantní poměr, nikoliv nějaký konstantní rozdíl. Weberova první práce s jnd se týkala rozdílů v hmotnosti v tom smyslu, že jnd je „minimální velikost rozdílu mezi dvěma hmotnostmi nutná k jejich rozlišení“. Weber přitom zjistil, že nejlépe se hmotnosti rozlišují, když se liší o 8-10 %. Například pokud jste drželi v ruce kvádr o hmotnosti 100 g, druhý kvádr by musel vážit alespoň 108 g, abyste si všimli rozdílu. Weber také předpokládal, že konstantní zlomek platí pro všechny smysly, ale pro každý smysl je jiný. Při porovnávání rozdílů v délce čáry musí být rozdíl alespoň 0,01, aby bylo možné je rozlišit. Při porovnávání výšky tónu v hudbě musí být rozdíl alespoň 0,006 vibrací za sekundu. Pro každý smysl je tedy nutné určité zvýšení měření, aby bylo možné rozeznat rozdíl.
Weberův zákon: Weberův zákon, jak jej označil Gustav Theodor Fechner, stanovil, že smyslové události lze matematicky vztáhnout k měřitelným relativním změnám hodnot fyzikálních podnětů.
ΔR/R = k ΔR: množství podnětu, které je třeba přidat, aby vznikl jnd R: množství existujícího podnětu K: konstanta (pro každý smysl jiná)
Weberův zákon neplatí, když se podnět blíží horní nebo dolní hranici smyslové modality. Fechner se Weberovým zákonem inspiroval a vyvinul to, co dnes známe jako Fechnerův zákon. Fechnerův zákon se lišil a byl pokročilý v tom, že Fechner vyvinul nové metody měření právě patrných rozdílů v různých smyslových modalitách, čímž se naměřené výsledky zpřesnily.
Experimentální psychologie: Po většinu své kariéry Weber spolupracoval se svými bratry Wilhelmem a Eduardem a partnerem Gustavem Theodorem Fechnerem. Během těchto pracovních vztahů Weber dokončil výzkum centrální nervové soustavy, sluchového systému, anatomie a funkce mozku, krevního oběhu atd. a velkou část výzkumu smyslové fyziologie a psychologie. Následující položky jsou součástí Weberova přínosu experimentální psychologii:
Experimentální teorie vlnění: studoval proudění a pohyb vln v kapalinách a pružných trubicích.
Hydrodynamika: objevil zákony a aplikoval je na krevní oběh. V roce 1821 zahájil Weber se svým mladším bratrem Wilhelmem sérii experimentů v oblasti fyziky tekutin. Tento výzkum byl prvním podrobným popisem hydrodynamických principů v krevním oběhu. Weber pokračoval ve výzkumu krve a v roce 1827 učinil další významný objev. Weber vysvětlil pružnost cév při pohybu krve v aortě v plynulém toku do kapilár a arteriol.
Dvoubodová prahová technika: pomohla zmapovat citlivost a ostrost hmatu na těle pomocí techniky kompasu. Body kompasu se nastavovaly do různých vzdáleností, aby se zjistilo, v jaké vzdálenosti jsou body kompasu vnímány jako dva samostatné body místo jednoho bodu. Weber také psal a testoval další myšlenky o vjemech, včetně terminálního prahu, což je nejvyšší intenzita, kterou může jedinec vnímat, než vjem přestane být vnímatelný.
Weberova iluze: „zážitek divergence dvou bodů, když se stimulace pohybuje po necitlivých oblastech, a konvergence dvou bodů, když se pohybuje po citlivých oblastech“. Weberovo využití vícerozměrného experimentu, přesných měření a výzkumu smyslové psychologie a smyslové fyziologie položilo základy pro přijetí experimentální psychologie jako oboru a poskytlo kolegům psychologům 19. století nové myšlenky k rozšíření.