潛在學習是指在沒有明顯強化的情況下發生的學習，它一直處於隱藏狀態，直到出現需要展現它的理由。知識已經習得，但尚未在行為上表達出來。

愛德華·托爾曼用老鼠在迷宮中進行的實驗提供了經典的證據。那些在沒有食物獎勵的情況下探索迷宮的老鼠，在食物出現後，能夠有效率地找到迷宮，表現優於從未探索過的老鼠。它們在沒有食物獎勵的實驗過程中，已經形成了迷宮佈局的認知地圖。這種學習能力一直處於潛伏狀態，直到食物獎勵出現，它才得以展現出來。

潛在學習挑戰了嚴格的刺激-反應理論，該理論將學習完全與增強聯繫起來。潛在學習理論認為，生物體僅僅透過體驗就能獲取環境訊息，而這些資訊可以在環境變化時靈活運用。例如，人類可能因為其他原因在建築物內行走時就了解了建築物的佈局，或者在真正玩遊戲之前透過觀察就掌握了遊戲規則。

並非所有學習都能立即顯現。有些學習成果會等待需要的時候才會發揮作用。