包括人类在内的动物会根据它们在环境中感知到的预测关系来调整自身行为。条件反射是一个广义术语，指的是在这种学习过程中，个体的反应与刺激或行为的后果建立起联系。

经典条件反射将刺激物配对；操作性条件反射则将行为与奖惩联系起来。这两种形式都使生物体能够预测重要事件并重复有益的行为。它们的神经基础部分重叠，但也存在差异：杏仁核和小脑在经典条件反射中起着重要作用，而多巴胺回路和基底神经节则是操作性条件反射学习的核心。

条件反射原理已被应用于教育、行为疗法和动物训练。它们还有助于解释成瘾和焦虑等适应不良行为模式。实验室对条件反射的研究不断揭示突触和分子层面的规则，这些规则使得经验能够改变神经回路。

适时的强化物或可靠的预测线索可以非常有效地改变行为。