Psihologia judiciară se ocupă de psihologie şi de lege. Munsterberg a scris articole pentru presă pe teme precum prevenirea delicvenţei prin utilizarea hipnozei pentru interogarea suspecţilor, prin administrarea de teste psihologice în vederea detectării persoanelor vinovate, precum şi despre exactitatea îndoielnică a declaraţiilor martorilor oculari.
Era interesat mai ales de ultima dintre probleme - failibilitatea percepţiei omeneşti când subiectul asistă la un delict, iar ulterior este pus să-l descrie.
A făcut cercetări pe crime simulate, în care martorilor li se cerea, imediat după ce le vedeau, să relateze ce s-a întâmplat. Subiecţii erau în dezacord în privinţa detaliilor, chiar dacă scena le era încă proaspătă în minte. Munsterberg s-a întrebat cât de precisă poate fi o astfel de mărturie într-un tribunal, când evenimentul s-a petrecut cu multe luni înainte.
În 1908 a publicat In boxa martorilor, în care descrie factorii psihologici ce puteau influenţa rezultatele procesului. Aceştia includ false mărturii, puterea de sugestionare în contrainteorgatoriul martorilor şi folosirea măsurătorilor fiziologice (ritm cardiac, presiune arterială, rezistenţa pielii), pentru a detecta stările emoţionale accentuate la suspecţi şi acuzaţi. Cartea a fost retipărită chiar şi peste 70 de ani, în 1976, datorită interesului crescut pentru problemele pe care le ridicase. Cam în acea perioadă s-a înfiinţat Societatea de Psihologie Judiciară, ca secţiune a APA, pentru promovarea cercetărilor fundamentale şi aplicative în domeniu.