巴甫洛夫用试验的方法证明了学习既是生理现象又是心理现象。他认为条件反射是学习的最基本的生理机制。人在复杂的生活环境中，形成了多个层次的条件反射系统，这些系统的形成过程就是人的学习过程。所以巴甫洛夫说：“显然，我们的一切教育、学习和训练，一切可能的习惯都是很长系列的条件反射的形成”。
巴甫洛夫指出，条件反射活动是大脑皮层功能，是暂时神经联系的接通。这种联系的接通由大脑皮层的两个基本神经过程即兴奋和抑制所决定。
巴甫洛夫还指出：条件反射存在两种信号系统，即第一信号系统和第二信号系统。第一信号系统是用实物作为刺激物引起条件反射的信号系统。第二信号系统是用言语（符号）作为刺激物引起条件反射的信号系统。由于人的第二信号系统活动直接与人的思维活动相联系，所以第二信号系统的活动质量，在一定程度上决定了人的思维活动质量（同时决定了学习准备的质量）。
尽管巴甫洛夫的学习理论有许多主观的、推测的成分，但是至今为止，世界上还没有一位科学家能通过实验的方法以否定或修正他的理论。巴甫洛夫的
关于学习的条件反射观点、关于大脑皮层神经活动规律的观点、关于人的第二信号系统的观点仍具有现实的学习指导意义。
根据巴甫洛夫的学习理论，我们对学习有以下认识：
——学习的目的是建立起新的条件反射联系和建立起新的条件反射联系体系，或使已形成的备件反射系统更加稳固、更加精确化。我们若要提高学习效果，就必须积极主动地寻求学习刺激并在学习刺激与学习反应间建立起稳定的联系。若是缺乏有效的学习刺激，是不能建立起稳定的条件反射的联系的。
——条件反射联系体系是逐级建立起来的，初级条件反射联系是更高级条件反射联系形成的基础。所以学习要注重扎实概念基础，要注重理解基本的概念意义，要重视课本和课堂的学习过程，尤其要注意细密地、没有任何的疏漏地把握课本学习内容，任何对概念本质认知的一知半解和基本方法把握的似是而非，都是条件反射、条件反射链、条件反射体系建立的薄弱环节。
——条件反射联系是一个系统。系统条件反射功能的强弱决定于构成系统的各子系统的条件反射的功能的强弱。在条件反射系统中，若有一个子系统处于初级阶段，则整个条件反射系统处于初级阶段。所以我们的学习应是综合的、全方位的学习，我们不但要注重知识的学习，而且要注重思想方法的学习，我们不但要注重经验的积累，而且要注重能力与素养的培养。
——作为第二信号系统的刺激物，言语、尤其是词，对我们的学习具有特殊的意义。所以，我们要学会阅读、学会写作、学会表述、学会用内部语言思考。
——大脑皮层是条件反射建立的物质基础、我们要特别爱护、重视、发展我们的大脑，努力让他得到足够的营养、血液、氧气、压力、锻炼和休息，不让它受到任何的损伤。
——条件反射系统是一个不断被概括、被简约、被精细、被更新改造的变动的系统，因此，我们要完成足够的条件反射巩固训练量(尤其是足够的课外阅读量）。我们还要努力促进条件反射系统的新陈代谢，不让任何一个条件反射系统成为束缚我们思想的定势。
