İnsanlar da dahil olmak üzere hayvanlar, çevrede algıladıkları öngörülebilir ilişkilere göre davranışlarını ayarlarlar. Şartlanma, tepkilerin uyaranlara veya eylemlerin sonuçlarına bağlanmasıyla ilgili öğrenme süreçleri için kullanılan genel bir terimdir.

Klasik koşullanma uyaranları eşleştirir; edimsel koşullanma ise eylemleri ödül veya cezalarla ilişkilendirir. Her iki biçim de organizmaların önemli olayları önceden tahmin etmelerini ve faydalı olduğu kanıtlanan davranışları tekrarlamalarını sağlar. Sinirsel alt yapılar kısmen örtüşür ancak aynı zamanda farklılık da gösterir: amigdala ve beyincik klasik koşullanmada önemli bir rol oynarken, dopamin devreleri ve bazal gangliyonlar edimsel öğrenmede merkezi bir öneme sahiptir.

Şartlandırma prensipleri eğitimde, davranış terapisinde ve hayvan eğitiminde uygulanmıştır. Ayrıca bağımlılık ve kaygı gibi uyumsuz davranış kalıplarını açıklamaya da yardımcı olurlar. Şartlandırma üzerine yapılan laboratuvar çalışmaları, deneyimin sinir devrelerini değiştirmesine olanak tanıyan sinaptik ve moleküler kuralları ortaya çıkarmaya devam etmektedir.

Zamanlaması doğru yapılmış bir pekiştirici veya güvenilir bir öngörücü ipucu, davranışı olağanüstü bir verimlilikle yeniden şekillendirebilir.