Толчком в размышлениях в области психофизики для Маха стали труды Фехнера. В книге «Анализ ощущений и отношение физического к психическому» Мах, объясняя природу ощущения, показывает, что ощущения есть глобальный факт, форма приспособления живого организма к среде. Ощущения — это общие элементы всех возможных физических и психических переживаний, вся разница между которыми заключается в различной зависимости их друг от друга. По Маху, ощущения однородны, но различным образом связаны между собой, образуя то более слабую, то более сильную связь. Более устойчивые запечатлеваются в памяти и получают выражение в нашей речи. Цвет, тон, различные степени давления, функционально, пространственно, временно связаны между собой и получают различные названия. Комплекс воспоминаний, настроений и чувств, относящийся к особому живому те;гу, обозначается словом «Я». Пределы нашего «Я» могут быть настолько расширены, что они включают в себя весь мир. Противоположность между «Я» и миром исчезает, все дело сводится к связи элементов.

Всему, установленному физиологическим анализом ощущений, по мнению Маха, соответствуют отдаленные явления физического. Задача науки — признавать эту связь и ориентироваться в ней. Чувственный мир принадлежит одновременно как к области физической, так и к области психической. Граница между физическим и психическим проводится единственно в целях практичности и лишь условно. «Нет пропасти между физическим и психическим, нет ничего внутреннего и внешнего, нет ощущения, которому соответствовала бы внешняя отличная от этого ощущения вещь. Существуют только одного рода элементы, из которых слагается то, что считается внутренним и внешним, которые бывают внутренними или внешними только в зависимости от той или другой временной точки зрения» (СНОСКА: Мах Э. Анализ ощущений и отношение физического к психическому. М., 1908. С. 254). И именно комплексы элементов, ощущений, полагает Мах, образуют тела.

Следует заметить, что физическим он называет совокупность всего существующего непосредственно в пространстве для всех, а психическим — непосредственно данное только одному, а для всех других существующее лишь как результат умозаключения по аналогии. Причем от того, обращаем ли мы внимание на ту или иную форму зависимости, природа объекта не меняется. Например, цвет есть физический объект, если мы обращаем внимание на зависимость его от освещающего источника света (других цветов, теплоты и т.д.). Но если мы обращаем внимание на зависимость его от сетчатки, перед нами психологический объект— ощущение. Различно в этих двух случаях не содержание, а направление исследования.