W teorii uczenia się, dyskryminacja to zdolność do odróżniania bodźca warunkowego od innych bodźców, które nie sygnalizują tego samego rezultatu. Organizm reaguje na odpowiedni sygnał i wstrzymuje reakcję na sygnały podobne, ale nieistotne.

Pies uwarunkowany do wydzielania śliny na określony ton będzie, na wczesnym etapie treningu, wydzielał ślinę również na dźwięki o zbliżonych częstotliwościach. Wraz z dalszym treningiem, w którym po pierwotnym tonie następuje jedynie jedzenie, reakcja staje się bardziej selektywna. Ten sam proces zachodzi w warunkowaniu instrumentalnym: gołąb dziobie klucz tylko wtedy, gdy świeci się określone światło, ponieważ tylko wtedy dziobanie przynosi jedzenie. Trening różnicowania wyostrza zachowanie i zapobiega marnotrawnemu reagowaniu.

Rozróżnianie bodźców jest odpowiednikiem generalizacji. Razem pozwalają organizmowi reagować odpowiednio w różnych sytuacjach – na tyle szeroko, aby wychwycić podobne możliwości, i na tyle wąsko, aby uniknąć fałszywych alarmów. W uczeniu się człowieka te same zasady odnoszą się do kategorii językowych, sygnałów społecznych i sprawności.

Dyskryminacja przekształca proste skojarzenie w precyzyjne.