Un stimulus conditionné est un stimulus initialement neutre qui, après association avec un stimulus inconditionné, déclenche une réponse conditionnée. Il acquiert son pouvoir par l'apprentissage.

Dans le paradigme standard, le stimulus conditionné est présenté légèrement avant le stimulus inconditionné afin de devenir un prédicteur fiable. Un son précédant un repas, une lumière précédant une légère décharge électrique ou une saveur particulière précédant une maladie peuvent tous devenir des stimuli conditionnés. Le moment, l'intensité et la fiabilité de l'association déterminent son efficacité. Une fois conditionné, le stimulus peut être utilisé dans d'autres expériences — conditionnement d'ordre supérieur, préconditionnement sensoriel ou extinction — pour cartographier les règles de l'apprentissage associatif.

Les stimuli conditionnés sont omniprésents en dehors du laboratoire. Les logos de marques, les environnements médicaux et les codes sociaux fonctionnent tous comme des stimuli conditionnés qui suscitent des réponses émotionnelles et physiologiques en fonction d'associations passées. La publicité et les traitements cliniques exploitent cette capacité du système nerveux à interpréter les signaux prédictifs comme significatifs.

Un stimulus conditionné est un messager appris : il annonce qu'un événement important est sur le point de se produire.