Среди исследований Арнхейма книга «Искусство и визуальное восприятие» (1954) занимает особое место. Она относится к числу наиболее значительных его сочинений, регулярно переиздается и переводится на многие языки.
Книга Арнхейма привлекает к себе внимание исследователей, прежде всего тем, что содержит богатый экспериментальный материал. Она является итогом многолетнего педагогического опыта автора, преподававшего историю и психологию искусства в американских университетах, обобщения его собственных наблюдений и исследований процесса зрительного восприятия. Арнхейм широко использует эмпирические данные: психологические эксперименты, достижения физиологии, психологии и педагогики. Он приводит большое количество рисунков, схем, диаграмм, анализы произведений классического и современного искусства. Все это придает книге Арнхейма известную фундаментальность и фактологичность. В этом одна из причин того, что работа Арнхейма до сих пор остается одной из основных исследований в области психологии искусства.
Труд Арнхейма обращает на себя внимание критическим отношением к эстетике и практике модернистского искусства. В нем даются довольно реалистические и трезвые характеристики таких, модных на Западе течений, как абстракционизм, формализм и сюрреализм. В основе всякого полноценного и жизненно важного искусства, по мнению Арнхейма, лежит органическая связь с действительностью. Но современное искусство (а под этим термином Арнхейм подразумевает буржуазное искусство Запада) характеризуется «отдаленностью от изображаемой действительности», разрывом между объектом и его значением, идеей и реальностью.
«Глубочайшая сущность искусства, пишет Арнхейм, — заключается в единстве идеи и ее материального воплощения. Современное искусство не является материалистическим. Некоторые из его представителей подвержены фатальному расколу между идеей и ее конкретным воплощением. В частности, некоторые «абстракционисты» принижают значение своих принципов и достоинство своих произведений, утверждая, что заинтересованы только в чувстве удовольствия, получаемого от «формальных отношений». Те художники, для которых круги, кубы и другие геометрические фигуры являются всего лишь «щекоткой» для нервов, уподобляются продавцам автомобилей, для которых машина — всего-навсего подлежащее продаже средство передвижения. Подобные примеры говорят об отходе не только от самого объекта, но и от его смысла».
Приведенные высказывания весьма характерны для позиции Арнхейма. Подобное критическое отношение к абстракционизму довольно редко встречается в западных исследованиях по теории искусства. Арнхейм отвергает претензии абстракционизма на то, что абстрактное искусство якобы выше реалистического искусства, что оно оперирует исключительно с «чистой», лишенной конкретности формой. Все эти претензии, по мнению Арнхейма, ложны, так как нет ничего более конкретного, чем форма, цвет и движение, от которых абстракционисты не в состоянии отказаться.