Pengkondisian klasik adalah pembelajaran yang terjadi ketika stimulus netral dipasangkan dengan stimulus yang sudah menimbulkan respons. Setelah pemasangan berulang, stimulus netral itu sendiri mulai menimbulkan respons yang serupa.

Eksperimen Ivan Pavlov dengan anjing tetap menjadi ilustrasi klasik. Suara metronom, yang awalnya tidak relevan, disajikan tepat sebelum makanan. Makanan secara alami menghasilkan air liur. Setelah beberapa kali pemasangan, metronom saja menghasilkan air liur. Makanan adalah stimulus tak terkondisi; air liur sebagai respons terhadap makanan adalah respons tak terkondisi; metronom menjadi stimulus terkondisi; air liur sebagai respons terhadap metronom adalah respons terkondisi.

Fenomena ini tersebar luas. Reaksi emosional terhadap tempat, orang, dan iklan sering kali dikondisikan secara klasik. Keengganan terhadap rasa dapat diperoleh hanya dengan satu kali penggabungan makanan baru dengan penyakit yang diderita kemudian. Teknik terapeutik seperti desensitisasi sistematis menggunakan prinsip yang sama secara terbalik untuk mengurangi rasa takut yang terkondisi.

Pengkondisian klasik menunjukkan bahwa sistem saraf secara otomatis merekam hubungan prediktif antara peristiwa, bahkan ketika organisme tersebut tidak mencoba mempelajari apa pun.