Un stimulus discriminatif est un signal indiquant qu'une réponse particulière est susceptible d'être renforcée. Il crée les conditions propices au comportement sans le déclencher directement.

Dans une cage de conditionnement opérant, une lumière peut servir de stimulus discriminatif : lorsqu’elle est allumée, appuyer sur un levier permet d’obtenir de la nourriture ; lorsqu’elle est éteinte, ce n’est pas le cas. L’animal apprend ainsi à appuyer uniquement en présence de la lumière. Dans l’environnement humain, les feux de circulation, les sonneries de classe et la présence d’une personne en particulier peuvent également fonctionner comme stimuli discriminatifs. Le stimulus n’impose pas la réponse ; il indique simplement que les conséquences de cette réponse ont changé.

L'entraînement à la discrimination instaure le contrôle du stimulus en renforçant la réponse en présence d'un stimulus et en s'abstenant de tout renforcement en présence d'autres. Le comportement qui en résulte est efficace : l'organisme répond lorsque cela est bénéfique et économise son énergie dans le cas contraire.

Un stimulus discriminatif est le feu vert environnemental qui indique à l'apprenant que la contingence est actuellement en vigueur.