古典制约理论一开始的重点放在反射行为或是非自愿行为。任何一个反射都是中性刺激与产生的反应两者的关係。近几年来对古典制约理论所做的反射限制被抛弃，且自愿行为的制约刺激也成为重要研究。

古典制约的典型範例，包含了可重複的中性刺激和非制约刺激。非制约刺激（unconditioned stimulus、US）能够引起非制约反应（unconditioned response、UR），且不需要经过学习，非制约刺激和非制约反应的关係，称做非制约反射。制约刺激（conditioned stimulus、CS）则是能够引起制约反应（conditioned response、CR）的初始中性刺激（neutral stimulus、NS），这是需要学习的。且制约刺激与心理学上立即性和长期性的期待、满足与恐惧有关，制约刺激和制约反应的关係，称做制约反射。当非制约刺激重複性地或是猛烈地伴随着某箇中性刺激，这箇中性刺激会成为一个制约刺激，并产生制约反射。

巴甫洛夫的狗，巴甫洛夫博物馆，2005古典制约最着名的例子，是巴甫洛夫的狗的唾液制约反射。狗能够对食物自然而然的分泌唾液，此时巴甫洛夫将食物看作非制约刺激（US）、唾液分泌看作非制约反应（UR），并将两者的关係称为非制约反射。而如果在提供食物之前的几秒钟发出一些作为中性刺激（NS）的声响，将会使得这个声响转变为制约刺激（CS），能够单独在没有食物的状况下引起作为制约反应（CR）的唾液分泌，两者的关係则被称做制约反射。

这种与食物相关的刺激与所引起的反应的关係便是所谓古典制约。食物引起唾液分泌是先天性的，而声响之所以能够引起唾液分泌，源自动物个体的所经历的经验。

本实验简化如下：

食物 (US) => 唾液分泌 (UR)

食物 (US) + 声音 (NS) => 唾液分泌 (UR)

声音 (CS) => 唾液分泌 (CR)

约翰·华生认为人类的情绪（如恐惧）也是能够被制约的。并相信行为的产生，能够透过由非制约刺激伴随原来无法产生任何反应的中性刺激，在自然而然地产生非制约反应之后，使中性刺激成为能够单独产生制约反应的制约刺激。

在他的实验中，华生製造了一个恐惧反应，对象是医院中一位孤儿阿尔伯特。在实验开始之前，华生经过测试之后发现这位男孩不害怕包括老鼠、兔子、猴子、狗、棉絮、和没有头髮的面具之类的东西。并发现阿尔伯对铁锤敲打的巨大声响产生恐惧。

为了使阿尔伯特对老鼠产生恐惧的制约反应。华生使作为中性刺激（NS）的老鼠和作为非制约刺激（US）的巨大声响同时出现，并产生了作为非制约反应（UR）的恐惧反应。在一段时间内多次的反覆之后，老鼠转变为制约刺激（CS），也就是阿尔伯特对老鼠的单独出现产生了制约反应（CR），包括恐惧和逃避。华生更证明了兔子、毛皮外套、华生的头髮、狗，诸如此类的东西都能用和老鼠实验相同的方法产生类似的反应，即使在不同的房间进行实验也是一样，表示这个实验对不同的物品和环境皆有效。一个月后再度测试出阿尔伯特依然会对这些东西产生恐惧。

这个实验证明了人类的行为能够被刻意的制约，并与佛洛伊德学说中认为人类行为来自非刻意产生的浅意识有所差异。

本实验简化如下：

声音 (US) => 恐惧 (UR)

声音 (US) + 老鼠 (NS) => 恐惧 (UR)

老鼠 (CS) => 恐惧 (CR)

心理学以古典制约理论为基础推导出了多种心理治疗理论，包括了厌恶疗法、系统脱敏感疗法、氾滥疗法、爆炸疗法。其中氾滥疗法和爆炸疗法被用来使个体对事物产生焦虑，并因为潜在的危险而受到道德争议。

古典制约可以短期使用，与人道的治疗不一样的是，花较少治疗者的时间和被治疗者的努力，这些疗法最后可以使人对某些事物感到厌恶，也可以使人减少对某些事物的厌恶。

厌恶疗法（Aversion therapy）又称惩罚法，利用某些非制约刺激（如反胃、呕吐），以古典制约的原理使某些中性刺激（如性行为）转变为制约刺激。治疗之后使被治疗者不再产生某种行为。这种疗法通常被用在治疗酗酒和毒瘾。

许多人都有对某些特定事物的感到恐惧或是敏感，而系统脱敏感疗法（Systematic desensitization）以渐进的方式建立一套疗程，其中每一个步骤都以制约方式使得被治疗者对这些事物的恐惧或敏感稍微减弱，在疗程结束之后，被治疗者将失去对这些特定事物的恐惧或是敏感。

许多神经科学的研究利用一种称为加利福尼亚海鼻涕虫（en:California sea slug）的蜗牛，这种动物拥有较小的神经系统，大约20000个神经元，并且能受到古典制约的影响，改变感受性（sensitization）和习惯（habituation）。这种特性使它们被用来做有关学习的研究。