La loi de Weber stipule que la différence minimale perceptible entre deux stimuli est proportionnelle à l'intensité de ces stimuli. Plus le stimulus initial est intense, plus la différence doit être grande pour être détectée.

Ernst Weber a observé que la capacité à discriminer les poids, la luminosité et d'autres qualités sensorielles suit un rapport constant plutôt qu'une différence absolue constante. Pour percevoir une augmentation du poids d'un sac à dos, la charge ajoutée doit représenter une fraction à peu près constante du poids initial. Ce même principe s'applique, dans certaines limites, aux différentes modalités sensorielles. La fraction elle-même – la fraction de Weber – varie d'une modalité à l'autre et est minimale pour les discriminations les plus fines.

La loi de Weber est particulièrement valable pour des intensités de stimulation moyennes et devient inapplicable à proximité du seuil de perception et aux très hautes intensités. Fechner l'a par la suite utilisée comme base pour la première échelle quantitative de la sensation. Cette loi demeure un principe fondamental de la psychophysique et un guide pratique pour la conception d'affichages, la différenciation de produits et les expériences sensorielles.

Une variation est proportionnellement plus importante lorsque le stimulus de fond est plus intense. C'est la loi de Weber.