最初，巴甫洛夫仅仅是一位实验生理学家，他专注于自己对消化系统的研究，直到19世纪末的一天，在研究胃反射时，巴甫洛夫注意到了一个奇怪的现象：没有喂食时，狗也会分泌胃液和唾液。比如，在正式喂食前，如果狗看见喂养者或者听见喂养者的声音，就会分泌唾液。巴甫洛夫认为，一定有什么原因解释在没有食物的情况下狗也会分泌唾液这一现象。一个最为明显的解释就是：狗“意识到”进餐时间快到了，正是这个念头刺激狗分泌唾液。然而，巴甫洛夫一直很反对心理学，因而也就不愿轻易地采用这种主观的猜想。巴甫洛夫以生理学家的眼光提出了自己的解释，他认为，这完全是个生理学现象：狗是由于看见或者听见刺激——经常喂食的人，而大脑中产生一种反射，这种反射引起了“精神性分泌”。但这些跟唾液和胃液并没有直接关系的刺激，是在什么时候以什么方式引起分泌唾液的反应呢？巴甫洛夫设计了这样的实验：在喂食之前先出现铃声，铃声结束以后，过几秒钟再向喂食桶中倒食，观察狗的反应。起初，铃声只会引起一般反射——狗竖起耳朵来——但不会出现唾液反射。但是，经过几轮试验之后，仅仅出现铃声狗就会分泌唾液。巴甫洛夫把这种反射行为称为“条件反射”，把铃声称为分泌唾液这一反射行为的“条件刺激”；而把食物移到狗的嘴里，唾液就开始溢出这种简单的不需要任何培训的纯生理反应称为“非条件反射”，将引起这种反应的刺激物——食物称为“非条件刺激”。

不管人还是动物，与周围环境之间的相互作用，是通过反射活动进行的。反射分为条件反射和无条件反射两种，无条件反射是人及其他一切动物生来具有的反射，是遗传的本能。而条件反射是以无条件反射为基础的，由动物自身活动的经验而建立起来的，或者说是后天学习来的。比如，食物能引起狗的兴奋，会立即分泌唾液，这是无条件反射。但是如果每次喂食时都给狗以铃声刺激，那么久而久之狗一听到铃声就会分泌唾液。这时听到铃声的兴奋点与感觉到食物的兴奋点沟通了起来，这种反射叫条件反射。不管是条件反射还是无条件反射，都是人与其他动物共同具有的。(www.daowen.com)

条件反射是接受外界刺激之后而引起的反射活动。在建立这种反射的时候必然要经过一定的途径。经过眼、耳、鼻、舌、身这样的感觉器官将外界刺激传导到脑所引起的反射，被称为是第一信号系统，这是人与其他动物共同具有的。但是人的社会实践活动是创造性的活动，人的意识所需要反映的东西，无论从深度、广度都远远超过了其他动物。第一信号系统不能满足这种反映的需要，因而出现了第二信号系统。也就是借助于语言这一反射的信号所引起的反射活动。语言抽象地表达了客观事物的本质和规律性，因此人的这种反射的广度、深度都达到了其他动物无法比拟的高度。第一信号系统的反射是具体形象的反射，而第二信号系统的反射则是抽象概括的理性的反映。看到食物，听见铃声时分泌唾液，这是第一信号系统基础上的反应。人对外界事物的反映，更主要的是采取抽象思维的形式，即运用概念、判断、推理形式，这是人类特有的反映形式，它是借助人脑这个特有的机器完成的。这是在第二信号系统基础上的反映。这是人与其他动物的本质区别。