Специалист в области психофизики, общей и педагогической психологии.
Им написана первая на русском языке монография по проблемам и методам психофизики (1976), разработана и экспериментально обоснована зонная теория пороговой (см. Порог) области (одновременно с М. Б. Михалевской), описан феномен повышения чувствительности в результате извлечения наблюдателем из сенсорной информации о простом сигнале признаков других модальностей. На этой основе им была разработана концепция переорганизации сенсорного пространства. В 90-х годах сформулировал и разработал новое научное направление — субъектную психофизику (Начала субъектной психофизики / совместно с Ю. Б. Индлиньм. 1993).