In sy teorie het James voorgestel dat die persepsie van wat hy 'n "opwindende feit" genoem het, direk gelei het tot 'n fisiologiese reaksie, bekend as "emotie". Om rekening te hou met verskillende soorte emosionele ervarings, het James voorgestel dat stimuli aktiwiteit in die outonome senuweestelsel veroorsaak, wat op sy beurt 'n emosionele ervaring in die brein veroorsaak. Die Deense sielkundige Carl Lange het ook ongeveer dieselfde tyd 'n soortgelyke teorie voorgestel, en daarom het hierdie teorie bekend geword as die James-Lange-teorie. Soos James geskryf het, "die persepsie van liggaamlike veranderinge, soos dit voorkom, is die emosie".
Die Deense sielkundige Carl Lange het ook'n soortgelyke teorie voorgestel