Un programme à intervalle variable renforce la première réponse après un délai variable. Cet intervalle change de manière imprévisible d'un renforçateur à l'autre.

Comme la prochaine occasion de renforcement peut survenir à tout moment, la fréquence et la modération des réponses sont généralement constantes. La consultation des courriels est souvent citée comme une approximation réaliste : les messages arrivent à intervalles irréguliers et chaque consultation n’est renforcée que lorsqu’un message est présent. En laboratoire, un programme à intervalle variable produit un taux de réponse stable, sans les longues pauses caractéristiques des programmes à intervalle fixe.

Les comportements maintenus par un renforcement à intervalle variable sont relativement résistants à l'extinction. L'imprévisibilité de l'intervalle rend l'absence de renforcement moins informative, ce qui explique la persistance des réponses plus longtemps après l'arrêt du renforcement. Ce type de programme est utile lorsqu'on souhaite un rythme comportemental constant et continu, sans l'effet de la structure en dents de scie des intervalles fixes.

Lorsque le renforcement est disponible après des attentes imprévisibles, les réponses s'installent dans un rythme régulier.