实验者：伊万·彼得罗维奇·巴甫洛夫（苏联生理学家、心理学家、医师、高级神经活动学说的创始人，高级神经活动生理学的奠基人。条件反射理论的建构者，也是传统心理学领域之外而对心理学发展影响最大的人物之一，1904年荣获诺贝尔生理学奖，是第一位在生理学领域获诺贝尔奖的科学家。）
实验过程：巴甫洛夫把狗用一副套具固定住，唾液是用联结在狗颚外侧的管道收集的，管道连结到一个既可以测量以立方厘米计的总量、也可以记录分泌的滴数的装置。当狗嘴里有食物时，会产生分泌唾液的反应。这种反应是本能固有的，巴甫洛夫把这种食物称为无条件刺激，简称“UCS”，把反射性唾液分泌称为无条件反射，简称“UCR”。为了使狗对某一种刺激（如铃声）形成条件作用，把这种原来只会引起探索性反射的中性刺激（即铃声）与无条件刺激（即肉）配对。经过一系列配对尝试后，单是发出铃声，不提供肉，也能引起狗产生唾液分泌。在这种情况下，铃声就成了条件刺激，简称“CS”，铃声引起的唾液分泌就是条件反射，简名“CR”。
实验结论：一个原是中性的刺激与一个原来就能引起某种反应的刺激相结合，而使动物学会对那个中性刺激做出反应。