Умовні рефлекси - складні пристосувальні реакції, що виробляються в процесі життя на основі безумовних. На відміну від безумовних, умовним рефлексам не властива сталість. Вони можуть утворюватися і зникати залежно від конкретних умов. Тому їх називають умовними, тобто для їх формування потрібні умови. Ці рефлекси утворюються за участю кори великих півкуль. Про це свідчать досліди на тваринах, у яких видаляли кору. Вони майже втрачали здатність утворювати умовні рефлекси, але зберігали безумовні та раніше вироблені умовні.
Умовні рефлекси можна виробляти на базі не лише безумовних, а й раніше утворених умовних, які добре сформувались і є стійкими. В цьому разі раніше створений рефлекс виконує роль безумовного подразника. На базі такого умовного рефлексу можна виробляти і третій рефлекс. Проте у тварин це зробити вже важче. У людини ж можна виробити 50-100 умовних рефлексів, що опираються один на одного. Для вироблення умовного рефлексу необхідно:
1) наявність двох подразників, один з яких безумовний (їжа, больовий подразник і ін.), що викликає безумовно-рефлекторну реакцію, а інший – умовний (сигнальний), що сигналізує про майбутній безумовному роздратуванні (світло, звук, вигляд їжі і т.д.);
2) багаторазове поєднання умовного і безумовного подразників (хоча можливе утворення умовного рефлексу при їх одноразовому поєднанні);
3) умовний подразник повинен передувати дії безумовного;
4) в якості умовного подразника може бути використаний будь-який подразник зовнішнього або внутрішнього середовища, який повинен бути по можливості індиферентним, не викликати оборонної реакції, не володіти надмірною силою і бути здатним привертати увагу;
5) безумовний подразник повинен бути достатньо сильним, в іншому випадку тимчасовий зв'язок не сформується;
6) збудження від безумовного подразника має бути сильнішим, ніж від умовного;
7) необхідно усунути сторонні подразники, так як вони можуть викликати гальмування умовного рефлексу;
8) тварина, у якої виробляється умовний рефлекс, має бути здоровою;
9) при виробленні умовного рефлексу повинна бути виражена мотивація, наприклад, при виробленні харчового слиновидільного рефлексу тварина повинна бути голодною, у ситої – цей рефлекс не виробляється. Умовні рефлекси легше виробляти на екологічно близькі даному тварині впливи. У зв'язку з цим умовні рефлекси діляться на натуральні і штучні. Натуральні умовні рефлекси виробляються на агенти, які в природних умовах діють разом з подразником, що викликає безумовний рефлекс
Умови збереження умовних рефлексів – це підкріплення умовних стимулів безумовними.
Якщо умовний стимул підкріплюється безумовним, то його сигнальна дія зберігається тривалий час. Усе або майже все, що стимулює умовнорефлекторні форми поведінки, в тому числі й у людини, має безпосереднє відношення до системи заохочення або покарання. Система заохочення розміщена вздовж медіального передньомозкового пучка, особливо в латеральних і вентромедіальних ядрах гіпоталамуса. Система покарання знаходиться в центральній сірій речовині навколо сільвієвого водопроводу в середньому мозку і розповсюджується вверх у паравентрикулярні зони гіпоталамуса і таламуса. Менш потужні зони покарання виявлені в деяких ділянках мигдалини і гіпокампа. Отже, активність центрів заохочення або покарання, що розташовані переважно в структурах лімбічної системи, є найважливішим механізмом підкріплення умовнорефлекторних форм поведінки, підтримують збереження умовних рефлексів. Вони суттєво впливають на відбір отримуваної інформації. Звичайно 99 % отриманої інформації втрачається, а для закріплення в пам'яті залишається не більше 1 %.
Якщо підкріплюючі стимули викликають значне заохочення або покарання, то умовнорефлекторні реакції підсилюються. Тварина запам'ятовує тільки ті стимули, що заохочуються або караються, і в цілому ігнорує індиферентні стимули, які не підкріплюються.
На цьому принципі базується дресирування, формування певної поведінки.