Den lige-varslede forskel: Weber beskriver just-noticeable difference som følgende: “Når vi iagttager forskellen mellem ting, der sammenlignes, opfatter vi ikke forskellen mellem tingene, men forholdet mellem denne forskel og størrelsen af de sammenlignede ting”. Med andre ord er vi i stand til at skelne den relative forskel, ikke den absolutte forskel mellem tingene. Eller vi kan skelne mellem et eller andet konstant forhold, ikke en konstant forskel. Webers første arbejde med jnd havde at gøre med forskelle i vægt, idet jnd er “den mindste forskel mellem to vægte, der er nødvendig for at skelne dem fra hinanden”. I den forbindelse fandt Weber, at den fineste skelnen mellem vægte var, når de adskilte sig med 8-10 %. Hvis man f.eks. holdt en blok på 100 g i hånden, skulle den anden blok veje mindst 108 g for at kunne mærke en forskel. Weber formodede også, at en konstant brøkdel gjaldt for alle sanser, men at den er forskellig for hver sans. Når man sammenligner forskellene i linjelængde, skal der være mindst 0,01 forskel for at kunne skelne mellem de to. Når man sammenligner musikkens tonehøjde, skal der være mindst 0,006 vibrationer pr. sekund forskel. Så for hver sans er der behov for en vis forøgelse af målingen for at kunne se en forskel.
Weber’s Law: Weber’s lov, som blev betegnet af Gustav Theodor Fechner, fastslog, at sansebegivenheder kan relateres matematisk til målbare relative ændringer i fysiske stimulusværdier.
ΔR/R = k ΔR: stimuleringsmængde, der skal tilføjes for at frembringe en jnd R: mængde eksisterende stimulering K: konstant (forskellig for hver sans)
Weber’s lov er ugyldig, når stimulus nærmer sig den øvre eller nedre grænse for en sansemodalitet. Fechner lod sig inspirere af Webers lov og udviklede det, som vi i dag kender som Fechners lov. Fechners lov varierede og var avanceret i det faktum, at Fechner havde udviklet nye metoder til at måle lige akkurat mærkbare forskelle i forskellige sansemodaliteter, hvilket gjorde de målte resultater mere præcise.
Experimentel psykologi: I det meste af sin karriere arbejdede Weber sammen med sine brødre, Wilhelm og Eduard, og sin partner Gustav Theodor Fechner. Gennem disse arbejdsrelationer gennemførte Weber forskning i centralnervesystemet, auditivt system, hjernens anatomi og funktion, kredsløb osv. samt en stor del af forskningen i sansefysiologi og psykologi. Følgende punkter er en del af Webers bidrag den eksperimentelle psykologi:
Experimentel bølgeteori: studerede strømning og bevægelse af bølger i væsker og elastiske rør.
Hydrodynamik: opdagede love og anvendte dem på kredsløb. I 1821 iværksatte Weber en række eksperimenter om væskernes fysik sammen med sin yngre bror Wilhelm. Denne forskning var den første detaljerede redegørelse for hydrodynamiske principper i forbindelse med blodcirkulationen. Weber fortsatte sin forskning i blodet, og i 1827 gjorde han endnu et vigtigt fund. Weber forklarede blodkarrenes elasticitet i forbindelse med blodets bevægelse i aorta i en kontinuerlig strøm til kapillærerne og arteriolerne.
Two-point Threshold Technique: hjalp med at kortlægge følsomhed og berøringsskarphed på kroppen ved hjælp af kompasseteknik. Punkterne på et kompas blev sat i forskellige afstande for at se, ved hvilken afstand kompaspunkterne opfattes som to separate punkter i stedet for et enkelt punkt. Weber skrev også om og afprøvede andre ideer om fornemmelse, herunder en terminal tærskel, som er den højeste intensitet, et individ kan opfatte, før fornemmelsen ikke længere kan registreres.
Webers illusion: en “oplevelse af divergens af to punkter, når stimulering flyttes over ufølsomme områder, og konvergens af to punkter, når den flyttes over følsomme områder”. Webers brug af multivariate eksperimenter, præcise målinger og forskning i sansepsykologi og sansefysiologi lagde grunden til at acceptere eksperimentel psykologi som et område og gav nye ideer, som andre psykologer fra det 19. århundrede kunne uddybe.