研究聲音和它引起的聽覺之間關係的一門邊緣學科。它既是聲學的一個分支，也是心理物理學的一個分支。心理聲學本可包括言語和音樂這樣一些複合聲和它們的知覺。這些可見語言聲學、音樂聲學等條，本條隻限於較基礎和簡單的心理聲學現象，即①剛剛能引起聽覺的聲音──聽閾；②聲音的強度、頻率、頻譜和時長這些參量所決定的聲音的主觀屬性──響度、音調、音色和音長；③某些和複合聲音有關的特殊的心理聲學效應──餘音、掩蔽、非線性、雙耳效應。
聽閾的概念還包括差閾，即兩個聲音引起聽覺差別的最小可覺差。就頻率說，在63Hz左右有經驗的人耳能區別相差0.5Hz的兩個純音的差別，但這種閾值在1000Hz要增加到1.4Hz，頻率越高差閾越大。人耳能區別的強度差值最小0.25dB（1000～4000Hz，70dB以上），強度低或頻率更高或更低時，強度差閾更大。在整個聽覺范圍內，可辨別的聲音約34萬個。
聲音的主觀屬性 響度 表示的是一個聲音聽來有多響的程度。響度主要隨聲音的強度而變化，但也受頻率的影響。兩者的量的關系，按古典的心理物理學規律，響度與強度的對數成正比。為瞭檢驗這一假說的正確性，現代心理物理學進行瞭響度的定量判斷實驗，並建立瞭響度量表，其單位為宋(son)。1宋的定義為40dB1000Hz純音所引起的響度，大致相當於耳語的聲級。宋量表證明，響度正比於 1000Hz等響聲壓的0.6次冪，就是說，1000Hz等響聲的聲壓級提高10dB，響度加倍。前者稱為響度級，這說明響度的變化不是單純地決定於聲音強度，也與頻率有關。不同頻率的兩個純音，雖強度相同，引起的響度卻不同。總的說，中頻純音聽來比低頻和高頻純音響一些。以不同聲壓級的1000Hz純音為參照聲，通過響度平衡實驗，可以得到一簇等響線，如上圖所示。在一條等響線上，各頻率的純音盡管聲壓級不同，但都與該曲線上的1000Hz純音等響。1000Hz純音的這一聲壓級即定為此曲線上各純音的響度級，其單位稱為方(phon)。
不同頻率聲音的音調值
音調 音調是聲音聽來調子高低的程度。音調主要決定於聲音的頻率，它隨頻率的升降而升降。但是，它也不是單純地由頻率決定，與聲音強度也有關系。低頻純音的音調隨強度增加而下降；反之，高頻純音的音調卻隨強度增加而上升。類似響度的宋量表，也制定瞭音調量表。音調定量判斷實驗是讓聽者調節發生器產生一系列純音，使它們在音調上聽來間隔相等。這樣取得的平均判斷構成瞭音調量表，其單位稱為美。在此量表上，1000Hz純音的音調被定為1000美(mel)。
音色 音色是對聲音音質的感覺。上面提過的純音不存在音色問題，它是伴隨復合聲出現的。明顯的例子是不同樂器所發出的聲音在音色上的不同。小提琴和鋼琴發出的中央C，盡管它們響度和音調相同，聽起來還是不一樣，原因在於它們音色的差異。聲音的音色決定於它們的頻譜，即聲音諧波振幅的不同。復合聲這種多量綱的特點使得音色也具有多量綱性，不同於隻有單個量綱的響度和音調。響度可以在宋量表上定出由響到輕的程度，音調可以在美量表上定出由高到低的程度，音色則隻能用多維空間上相應的點來確定。言語聲的多維量表實驗證明，音色的知覺空間上的點與頻譜的物理空間上的點是非常吻合的。
音長 音長是聲音長短的感覺。聲音的參量作為時間的函數隻要有兩個清楚的變化便可產生主觀音長感覺。最簡單的例子是一個聲脈沖或一段休止，它們都隻有一頭一尾的變化。很久以來，人們總以為音長和聲音的物理長短是相等的，忽視瞭對它的研究。其實，在極端情況下兩者可相差四五倍之多。這是用脈沖聲和短於 500ms的休止所作的實驗結果。音長受聲級的影響不大，但頻率對它的影響卻不可忽視，尤其是300ms以下的短聲。如果以3 200Hz的脈沖聲作參照，頻率在它上下的脈沖聲必須有較長的物理聲長才能產生相等的音長感覺。用這種音長平衡實驗可以得到一簇類似於等響線的等音長線。
心理聲學效應 餘音 對於純音， 聲音的音調主要決定於頻率， 而對於由基波和諧波組成的復合聲，自H.von亥姆霍茲以來，普遍認為復合聲的音調決定於基波的頻率，因為基波的振幅在頻譜中占優勢，而且給人的感覺也的確如此。但是實驗表明，若復合聲的基頻很弱，甚至完全被濾掉，它的音調仍維持基頻的音調不變。這種失去基頻的音調被稱為餘音。日常生活中也有餘音效應。人們的言語聲是以聲帶發出的低頻聲為基頻的。在電話中，它雖然被濾掉，說話的聲調並沒有受到影響。餘音現象所以受到註意是因為它涉及到一個基本的聽覺理論問題，即音調究竟決定於頻率，還是決定於周期性。目前的研究還不能作出結論。
聲掩蔽 一個聲信號如果與一種噪聲同時出現，它將變得微弱或完全聽不清楚，即是說信號的聽閾提高瞭。這就是掩蔽效應，噪聲掩蔽瞭信號。掩蔽效應的大小取決於噪聲和信號在頻率上的關系。一般說，信號與噪聲的頻率越接近，掩蔽也越大，且低頻噪聲對高頻信號的掩蔽常大於高頻噪聲對低頻信號的掩蔽。通過帶寬可變的噪聲對純音信號的掩蔽實驗發現，當以 1000Hz為中心頻率的噪聲增加帶寬時，它對 1000Hz純音信號的掩蔽效應也隨著增加。但帶寬增至100Hz以後，再增加就對掩蔽的改變不起作用。就是說，這個噪聲的掩蔽作用隻限制在這個頻帶內，以外的聲音無作用。這個100Hz的頻帶稱為臨界頻帶。它隨頻率的提高而加寬。
非線性 人耳的傳輸特性與其他換能器一樣，帶有一些非線性的特點。它的產物就是所謂“合音”的感覺。合音包括差音、和音兩種。差音的例子：當兩個純音同時以400Hz和500Hz同時發出時，仔細聽起來還有頻率為其差值(100)及其諧頻的差值(200，300)的音，這就是差音。和音的頻率則是原來兩純音頻率之和，在這一例子中就是900Hz。它與差音相似，不過較弱一些，音調高一些。此外，還有在適當頻率和強度關系下一個音可以抑制或降低另一個音的響應（感覺）。這些現象一般用耳蝸的非線性反應解釋。
雙耳效應 很多聽覺效果， 決定於人有兩隻耳朵。聲源定位的主要因素為兩耳的時間差和強度差（見生理聲學）。由於頭部、耳廓、外耳道等的共振、反射作用，使聽到的聲音頻譜受到調制。來自右邊的聲音先到達右耳，強度也比左耳收到的強。聲源方向常通過頭的轉動確定。復合聲的定位比純音容易，純音，尤其是2000～3000Hz的純音， 定位特別困難。例如蟋蟀的唧唧聲就是這樣， 雖然它還不是嚴格的純音。在可聽聲范圍內，耳廓的指向性不顯著，但對定位仍有作用。在低頻率，兩耳強度差別不大， 定位主要靠相位因素或時間因素。在高頻率， 相位變化復雜，強度差更為重要。在中頻，定位更依賴時間和強度的綜合作用。
參考書目
G.von Békésy， Experiments in Hearing， McGraw-Hill，New York，1960.
J.O.Pickles， An Introduction to the Physiology of Hearing， Academic Press， London， 1982.