A recuperação espontânea é o reaparecimento de uma resposta condicionada após um período de repouso subsequente à extinção. A resposta regressa mesmo que não tenha ocorrido nenhum novo emparelhamento entre os estímulos condicionado e incondicionado.

Após uma resposta condicionada ser extinta pela apresentação repetida do estímulo condicionado isoladamente, introduz-se uma pausa. Quando o estímulo condicionado é novamente apresentado, a resposta reaparece frequentemente com intensidade reduzida. Ensaios adicionais de extinção enfraquecem-na ainda mais, mas a recuperação espontânea pode ocorrer após novos períodos de repouso. O fenómeno demonstra que a extinção não apaga a aprendizagem original; cria uma associação inibitória concorrente que se pode dissipar temporariamente.

A recuperação espontânea é observada tanto no condicionamento clássico como no operante. Isto ajuda a explicar porque é que os medos ou hábitos extintos por vezes regressam após um período de calma. A eliminação completa de uma resposta condicionada pode exigir múltiplas sessões de extinção espaçadas ao longo do tempo ou a extinção realizada em contextos variados.

Uma resposta que parecia ter desaparecido pode reaparecer após uma pausa. Este retorno é uma recuperação espontânea.