Na teoria da aprendizagem, a discriminação é a capacidade de distinguir entre um estímulo condicionado e outros estímulos que não sinalizam o mesmo resultado. O organismo responde ao estímulo relevante e inibe a resposta a estímulos semelhantes, mas irrelevantes.

Um cão condicionado a salivar em resposta a um tom específico, no início do treino, também salivará em resposta a tons de frequências próximas. Com treino adicional, em que apenas o tom original é seguido de alimento, a resposta torna-se mais seletiva. O mesmo processo ocorre no condicionamento operante: um pombo debicar uma tecla apenas quando uma determinada luz está acesa, pois só nesse momento a picada produz alimento. O treino de discriminação melhora o comportamento e evita respostas desnecessárias.

A discriminação de estímulos é o oposto da generalização. Em conjunto, permitem que um organismo responda adequadamente a uma variedade de situações — de forma suficientemente ampla para captar oportunidades semelhantes, e de forma suficientemente específica para evitar falsos alarmes. Na aprendizagem humana, os mesmos princípios se aplicam às categorias linguísticas, às pistas sociais e ao desempenho especializado.

A discriminação transforma uma associação vaga numa associação precisa.