Matematička psihologija je oblik matematičkog modeliranja koji se primjenjuje na psihološke koncepte i istraživanja. Koristi se za proučavanje i donošenje zaključaka o motoričkim procesima, izvedbi zadataka i mjerljivom ponašanju. Primjena matematičke psihologije koristi se u različitim pristupima znanosti o umu, uključujući područja kliničke psihologije, kognitivne psihologije i socijalne psihologije. Matematička psihologija svoj jedinstveni pristup crpi iz klasičnih studija matematike i psihologije te fizike i biologije.
Korijeni moderne matematičke psihologije mogu se pratiti do dvojice istraživača iz 19. stoljeća, liječnika Ernsta Heinricha Webera i psihologa Gustava Theodora Fechnera. Ove dvije osobe bile su prve koje su proučavale psihologiju iz matematičke perspektive, razmatrajući pitanja težine, zvuka i vizije na različite psihološke procese. Dvojica muškaraca osmislili su Weber-Fechnerov zakon, koji je imao za cilj rasvijetliti vezu između tjelesnosti određenog podražaja i načina na koji pojedinac percipira te podražaje.
Uz Weber-Fechnerov model matematičke psihologije, Stevensov zakon moći je još jedan često korišten pristup znanosti. Temelji se na istim općim idejama kao Weber i Fechnerov format, ali je Stanley Smith Stevens proširio tehniku na druge varijacije. Dodatne senzacije koje je Stevens uključio u svoj zakon obuhvaćaju širi opseg psihološkog iskustva, kao što su svjetlina, glasnoća i okus. Stevens je zatim dodao mjerenja tim senzacijama kako bi bolje zaključio kako oni utječu na iskustvo pojedinca.
Osnovniji tip matematičke psihologije je teorija detekcije signala. U ovoj teoriji, istraživači proučavaju kako mozak mjeri i razlikuje zvukove od signala. Ovaj pristup prvenstveno koriste psiholozi koji nastoje razumjeti kako mozak donosi odluke koje donosi u nesigurnim ili probnim situacijama. Na primjer, svi ljudski mozgovi imaju isti opći oblik, a kada se tumor formira na mozgu, može promijeniti taj opći oblik. Liječnik ispituje oblik i opseg tumora i, oslanjajući se na svoju obuku i instinkt, može donijeti odluke o tome kako liječiti tumor.
Postoji nekoliko drugih široko korištenih modela matematičke psihologije. To uključuje pristupe identifikaciji poticaja, kao što su proučavanje i mjerenje neuronskih mreža, jednostavni modeli donošenja odluka i mjerenje vremena odgovora na pogrešku. Studija se također može primijeniti na to kako mozak uči, matematičkom preciznošću zaključivši različite načine na koje je mozak sposoban apsorbirati, zadržati i širiti informacije.