Předmětem zkoumání fyziologické akustiky je vedle řečového ústrojí hlavně sluchový orgán. To, jak ucho snímá akustické rozruchy a jakým způsobem hodnotí kvality zvuku jako je hlasitost, výška či barva. 

Subjektivní sluchový vjem

Pro popis sluchového vjemu používáme vzásadě tři kvality: hlasitost, výška a barva. Je důležité tyto vlastnosti rozlišovat od fyzikálních veličin zvuku jako je akustický tlak, frekvence, výkon, intenzita atp. To jsou všechno objektivní fyzikální veličiny, které lze pozorovat, měřit a s určitým zjednodušením je lze spočítat. Lidské smysly ovšem nemají na tyto fyzikální podněty lineární odezvu. To jakým způsobem se fyzikální vlastnosti odrazí do sluchového vjemu zavisí na mnoha faktorech a to jak na fyziologických (tedy na samotné přenosové charakteristice ucha), tak i psychoakustických.

Obecně můžeme říci, že vztahy mezi objektivními a subjektivními vlastnostmi zvukového signálu jsou takové:

• vjem hlasitosti odráží velikost akustického tlaku/intenzity

• vjem výšky odráží frekvenci zvuku

• vjem barvy odráží spektrální složení zvuku a jeho průběh (nebo jinak struktura signálu)

Nicméně není to takhle jednoduché. Subjektivní vlastnosti sluchového vjemu jsou totiž na sobě závislé - vzájemně se ovlivňují, kdežto ty fyzikální nikoli. Například změna frekvence nemá nijaký vliv na aplitudu signálu, ale změna výšky tónu má za následek posuv i vjemu hlasitosti a barvy.

Weberův–Fechnerův zákon

Velmi zjednodušeně popisuje vztah mezi fyzikálním podnětem a vjemem Weberův–Fechnerův zákon. Ten se nevztahuje se pouze na sluch, ale lze ho aplikovat i pro jiné smyslové vnímání jako je zrak. WF zákon říká, že velikost počitku je úměrná logaritmu podnětu. Nebo jinak řečeno vzrůstá-li intenzita podnětu řadou geometrickou, pak roste intenzita počitku řadou aritmetickou. Vztah podnětu a vjemu dle WB zákona ukazuje obr. níže a můžeme ho opsat jednoduchou rovnicí:

vjem = log(podnět)