條件反射理論是巴甫洛夫高等神經活動理論的核心，是指在壹定條件下，外界刺激與機體反應之間建立的暫時性神經聯系。獲得性，有經典條件反射和操作性條件反射兩種形式。無條件反射是條件反射的基礎。
條件反射在解剖學和生理學上也叫前饋控制系統。本來毫不相幹的兩件事，因為壹起出現了很久，後來其中壹件出現了，就難免聯想到另壹件。
條件反射是後天形成的。它是在生活過程中通過某些條件無條件反射的基礎上建立起來的反射。是高等神經活動的基本調節方式，是人類和動物共同的生理活動。條件反射的基本條件是無關刺激和無條件刺激在時間上的結合。
無關刺激和非條件刺激的任何組合都可以形成條件反射，壹般認為只有大腦皮層的參與才能實現。傳統上認為，條件反射的建立是由於條件刺激的皮層代表區和非條件刺激的皮層代表區之間發生了多次同時興奮，產生了功能上的“暫時聯系”。條件刺激在皮層引起的興奮可以通過暫時接觸到達非條件反射的皮層代表區，從而引起本來不可能引起的反應。暫時接觸的神經機制尚不清楚。
條件反射建立後，如果在沒有非條件刺激強化的情況下反復使用條件刺激，條件反射就會消退。在條件反射形成的早期，條件反射還出現了泛化和分化的現象，這是大腦皮層實現復雜的分析和綜合功能的基礎。