當“條件反射刺激”（如Pavlovian給狗的鈴聲這種任意的、不確定的刺激）與引出建立的反射或“無條件反應“（流涎）的自然“無條件刺激”相互配對時，古典性、反應性或Pavlovian條件反射就出現了。條件反射和無條件刺激（鈴聲和肉末）有了足夠的配對後，條件反射刺激（鈴聲）自己就能夠產生反應。反應被認為是“條件反射了”。

自然刺激的呈現→主要引出刺激的呈現

在古典條件反射中，結合只有及時的向前顯示出來；即鈴聲（不確定的刺激）必須在食物（主要引出刺激）之前出現。在古典條件反射中，最容易產生結合的最佳間隔時間看起來相對短暫一些。如眨眼這樣的快速反射，其間隔時間大約是一秒半。時間更長或更短都不那麼有效。流涎這樣的慢速反應，其間隔時間要長一些，可能需要2秒左右。

對學習言語結合這樣的更高認知過程來說，時機選擇並不像在古典條件反射中那麼重要。無論是同時呈現還是間隔幾秒分別呈現，言語配對都能同樣輕易的學會。

當動物用條件反應對某些同條件刺激相近的，但是不完全相同的其他刺激產生反應時，條件反射的“自我增強”就出現了。在相似的刺激之間做出越來越細的區別的能力就叫做“辨別”（discrimination）。

對通過自動神經系統傳播的強制反應來說，古典條件反射看起來是最容易建立的。在很多種類身上進行的學習試驗顯示，儘管金魚和黑猩猩形成條件反射所需要的試驗次數差別不大，但是低級種類的消退（倒退）速度更慢或者沒有消退現象。