Reakcja warunkowa to wyuczona reakcja na bodziec, który wcześniej był neutralny i został połączony z bodźcem bezwarunkowym. Jest to dowód behawioralny na zajście warunkowania klasycznego.

W laboratorium Pawłowa reakcją warunkową było wydzielanie śliny na dźwięk zapowiadający jedzenie. W życiu codziennym objawia się ona lękiem odczuwanym w pobliżu miejsca kojarzonego z niebezpieczeństwem, głodem wywoływanym zapachem znajomej restauracji lub ciepłem emocjonalnym wywoływanym przez piosenkę związaną z ważną relacją. Reakcja warunkowa jest często podobna do reakcji bezwarunkowej, ale nie musi być identyczna; może być reakcją przygotowawczą lub kompensacyjną, a nie prostą kopią.

Po uformowaniu się reakcji warunkowej można ją wygasić, podając bodziec warunkowy bez bodźca bezwarunkowego. Jednak nawet po wygaśnięciu reakcja może pojawić się ponownie spontanicznie lub po przypomnieniu sobie pierwotnego skojarzenia, co dowodzi, że leżące u jej podstaw skojarzenie nie zostało po prostu wymazane.

Reakcja warunkowa to wyprzedzające przystosowanie się organizmu do świata zawierającego wiarygodne predyktory.