В 1876 г Фехнер опубликовал книгу «Введение в эстетику». Он попытался применить экспериментальные методы психологии в изучении эстетики. В своей работе он обосновывал эстетическое с помощью объективных методов и пытался сформулировать вопросы красоты в научных терминах и предложил свои принципы понимания красоты.
Однако его вклад в этой области носил скорее методологический, чем теоретический характер, и принципы, которые он вводил, сейчас имеют только исторический интерес. Изучая реакции людей на произведения искусства, Фехнер обосновал некоторые эмпирические методы, для чего использовал специально сконструированные упрощенные модели.
Эти методы — построение простых аналогов сложных композиций и проверка взаимосвязи между свойствами этих упрощенных форм и эстетических суждений — остаются до сих пор доминирующим подходом в психологии искусства. Впоследствии эту стратегию переняли другие исследователи, например Биркхоф, который предложил математическую связь между эстетическими ценностями и порядком и сложностью произведений искусства, и Берлайн, который в своих исследованиях «новой» экспериментальной эстетики интерпретировал порядок и сложность в терминах, почерпнутых из теории информации и теории возбуждения.
Когда во время выставки в Дрездене рядом были выставлены два варианта «Мадонны» Гольбейна, Фехнер изучал предпочтения, выказываемые посетителями выставки. При этом он впервые использовал в своих суждениях выводы непрофессионалов, ранее все подобные исследования основывались только на мнениях небольшой группы экспертов.
Большое внимание Фехнер уделял исследованию пропорций, и в частности так называемого золотого сечения. В 1855 г. Цайзинг предложил считать это соотношение (13/8, или 1:1,618) фундаментальным законом эстетического суждения. В свою очередь, Фехнер провел серию исследований, чтобы определить, какие пропорции максимально отвечают требованиям эстетики. В ходе этих исследований он систематически изменял отношение сторон прямоугольных карточек и выяснял у испытуемых, какие пропорции для них наиболее привлекательны. В дальнейшем он просил участников эксперимента самостоятельно рисовать прямоугольники, которые они полагали оптимальными. Затем он измерял стороны этих прямоугольников, для того чтобы выяснить, насколько пропорции выбранных и нарисованных фигур соответствуют «золотому сечению».
В 1882 г. он выпустил книгу, ставшую заключительной для его творчества. В ней он подвел некоторые итоги своей деятельности, несколько пересмотрел и подытожил основные понятия психофизики. Фехнер разделил последнюю на внешнюю и внутреннюю. Внешняя психофизика определяла закономерные соответствия между психическими и физическими явлениями, а внутренняя — соотношения между психическими и физиологическими явлениями.
Внутренняя психофизика не была обоснована математически. Таким образом, то направление в своеобразном изучении органов чувств, которое создал Фехнер — психофизика, отлично от физиологии.