Ivan Petrovich Pavlov, fisiólogo ruso, había iniciado su trabajo de investgación con el objeto de estudiar factores glandulares y nerviosos en el proceso digestivo, trabajo por el cual sería galardonado con el premio novel en 1904. El principio de ss investigaciones sobre reflejos condicionados (llamadas, en principio "secreciones psíquicas", surgiría a partir de la tesis de Wolfsonh, "Observaciones de las secreciones salivales", trabajo del cual había sido director.
Pavlov había observado en sus trabajos sobre fenómenos glandulares, que los perros (los organismos con los que experimentaba) se producían secreciones gástricas con el alimento durante el proceso de digestión, y después de varios ensayos, sólo la presencia del experimentador, parecía tener influencia sobre el organismo, ya que esto solo era suficiente para provocar el fenómeno de secreción. Por ello las denómino "secreciones psíquicas" ya que no se encontraban razones fisiológicas que las justificaran.
Pavlov realiza una interpretación fisiológica de las actividades registradas en los hemisferios cerebrales con el objeto de evitar la utilización de conceptos subjetivos en el estudio de los fenómenos. De allí que sus estudios, no fueran considerados por él como psicológicos, de hecho, profundizó su unidad de análisis en los reflejos. Consideraba así que existían diferentes tipos de reflejos:
Los reflejos innatos: Cuya relación con el organismo se daba en términos de totalidad, y que referían a lo que había denominado conducta instintiva.
Los reflejos condicionados: O el resultado de la adaptación del organismo a cierto medio ambiente a través de la cual ayudan a preservar su existencia.
El alimento (o algún tipo de substancia química) al ser colocadas en la boca, producen saliva, este fenómeno fisiológico permite que la comida sea alterada químicamente para que, tras ser diluida, pueda producirse el proceso digestivo. Lo que Pavlov observa es que dicha secreción puede ser evocada a distancia cuando un órgano sensorial (olfato o vista) detecta la presencia de algún alimento. De esta manera, aún el plato en el que se acostumbra a alimentar al perro es suficiente para que se produzca el reflejo condicionado de la secreción salival: "Y más adelante la secreción puede ser provocada con la sola vista de la persona que trae la vasija, o por el sonido de sus pisadas (Pavlov, 1927).
Finalmente, de acuerdo a una relación espacio temporal entre estímulos, se llegó a postular la teoría de que toda nuestra conducta no es nada más que una cadena de reflejos, algunos innatos y la mayor parte (sobre todo en los seres humanos) aprendidos, adquiridos o condicionados por el simple hecho de haber (en algún momento de la existencia del organismo) sido asociadas ciertas condiciones ambientales. Pavlov nunca imaginó lo que sus investigaciones llegarían a influir decisivamente en el principal defensor del conductismo, John Broadus Watson.