Warunkowanie klasyczne to proces uczenia się, który zachodzi, gdy bodziec neutralny jest zestawiany z bodźcem, który już wywołuje reakcję. Po wielokrotnym zestawianiu bodziec neutralny sam zaczyna wywoływać podobną reakcję.

Eksperymenty Iwana Pawłowa z psami pozostają klasyczną ilustracją. Dźwięk metronomu, początkowo nieistotny, był prezentowany tuż przed jedzeniem. Jedzenie naturalnie powodowało wydzielanie śliny. Po kilku próbach sam metronom powodował wydzielanie śliny. Jedzenie jest bodźcem bezwarunkowym; wydzielanie śliny na jedzenie jest reakcją bezwarunkową; metronom staje się bodźcem warunkowym; wydzielanie śliny na metronom jest reakcją warunkową.

Zjawisko to jest powszechne. Reakcje emocjonalne na miejsca, ludzi i reklamy są często warunkowane klasycznie. Awersje smakowe mogą zostać nabyte w wyniku jednorazowego połączenia nowego produktu spożywczego z późniejszą chorobą. Techniki terapeutyczne, takie jak systematyczna desensytyzacja, wykorzystują te same zasady, ale w odwrotnej kolejności, aby zmniejszyć warunkowany lęk.

Warunkowanie klasyczne pokazuje, że układ nerwowy automatycznie rejestruje związki predykcyjne między zdarzeniami, nawet gdy organizm nie próbuje się niczego nauczyć.