Badania, które prowadził na potrzeby dysertacji doktorskiej miały na celu sprawdzenie, w jaki sposób różne częstotliwości światła tworzą odmienne kolory podczas interakcji z poszczególnymi typami wody. Podczas eksperymentów Boas miał trudność z obiektywnym rozróżnieniem niewielkich różnic kolorystycznych wody, w wyniku czego zaczął zastanawiać się nad percepcją i jej wpływem na wyniki badań. Dzięki kursowi estetyki u Kuno Fischera w Heidelbergu, Boas zainteresował się również filozofią Immanuela Kanta. To z kolei zaowocowało chęcią przeprowadzenia badań z dziedziny psychofizyki, które dotyczyłyby związku między tym, co psychiczne, a tym co fizyczne. Choć nie miał odpowiedniego wykształcenia z dziedziny psychologii, w okresie odbywania rocznej służby wojskowej opublikował sześć artykułów na temat psychofizyki (1882–1883). Ostatecznie jednak zdecydował skupić się na geografii, głównie po to, by uzyskać finansowanie dla planowanej wyprawy na Ziemię Baffina.