包括人類在內的動物會根據它們在環境中感知到的預測關係來調整自身行為。條件反射是一個廣義術語，指的是在這種學習過程中，個體的反應與刺激或行為的後果建立聯繫。

古典制約將刺激物配對；操作性條件反射則將行為與獎懲連結起來。這兩種形式都使生物體能夠預測重要事件並重複有益的行為。它們的神經基礎部分重疊，但也存在差異：杏仁核和小腦在經典條件反射中起著重要作用，而多巴胺迴路和基底核則是操作性條件反射學習的核心。

條件反射原理已被應用於教育、行為療法和動物訓練。它們還有助於解釋成癮和焦慮等適應不良行為模式。實驗室對條件反射的研究不斷揭示突觸和分子層面的規則，這些規則使得經驗能夠改變神經迴路。

適時的增強物或可靠的預測線索可以非常有效地改變行為。