操作条件反射（operant conditioning），亦称“工具性条件反射”。是由美国
行为主义心理学家
斯金纳20世纪30年代在
经典条件反射的基础上创立的实验方法。他为研究动物的
学习行为，采用精确的测量习得反应技术，设计了一种由动物进行操作活动的实验箱（通常称
斯金纳箱），用来测定动物完成压杆或按键活动的特定反应。除了可训练大鼠，还可训练猫、家兔和猕猴等实验动物进行该项操作。可分为食物性和防御性两种形式。
斯金纳从末20世纪20年代就开始对动物学习的
实验研究。他的动物实验装置被称为“
斯金纳箱”。早期的斯金纳箱结构简单，在一个木箱内装有一个操作用的按键或杠杆，还有一个提供食物强化的食盒。动物一触按键或按压杠杆，食物盒就出现一粒食物，对动物的操作行为给予
强化，从而使动物按压杠杆的动作反应概率增加。斯金纳认为，这种先由动物做出一种
操作反应，然后再受到强化，从而使受强化的操作反应的概率增加的现象是一种操作性的
条件反射。这种反射与
巴甫洛夫的经典性条件反射不同。经典性条件反射是由条件刺激引起反应的过程，写成公式是S→R；而操作性条件反射是首先做某种操作反应，然后得到强化的过程，写成公式为R→S。由此，斯金纳进一步提出，人和动物有机体有两种习得性行为：一种是
应答性行为，通过建立经典式条件反射的方式习得；另一种是
操作性行为，通过操作式条件反射获得。据此，斯金纳又进一步提出两种学习：一种是经典性条件反射式学习，另一种是操作性条件反射式学习。两种学习形式同样重要，而操作式学习则更能代表实际生活中人的学习情况。由此看来，斯金纳认为学习过程就是分别形成两种条件反射的过程。
斯金纳在后来的实验研究中，不断改进“斯金纳箱”的结构，使它能够通过电路控制编制强化程序，还能够自动记录动物的操作反应次数。斯金纳采用这种装置进行了一系列强化程序的实验研究。斯金纳认为，强化是增加某个反应概率的手段，强化在塑造行为和保持行为中是不可缺少的。50年代，斯金纳还以他的强化理论为依据，提倡程序教学，对当时各国教学改革产生过极大的影响。
斯金纳学习理论的主要错误是，他同
桑代克和
华生一样，坚持了机械主义的观点，完全摒弃了对学习的认识过程的研究，同时也抹杀了学习的主观能动作用。他简单地用操作性条件反射来解释人类的学习，带有极大的片面性。
操作条件反射，有时称为工具条件反射或工具学习，第一位研究者是
桑代克（1874—1949），他观察猫试图逃出
迷箱的行为。第一次猫花了很长时间才逃出来。有了经验以后，无效的行为逐渐减少而成功的反应逐渐增加，猫成功逃出迷箱所用的时间也越来越少。
桑代克的效果律解释：成功的反应产生满意的结果，被经验被“stampedin”，出现也更频繁。不成功的反应，产生讨厌的结果，被stampedout，出现频次下降。一些结果增强行为，而一些结果减弱行为。
斯金纳（1904—1990）在桑代克观点的基础上建立了基于强化和惩罚的更详细的操作条件反射理论
操作性条件反射这一概念，是
斯金纳新行为主义学习理论的核心。斯金纳把行为分成两类：一类是
应答性行为，这是由已知的刺激引起的反应；另一类是
操作性行为，是有机体自身发出的反应，与任何已知刺激物无关。与这两类行为相应，斯金纳把条件反射也分为两类。与应答性行为相应的是应答性反射，称为S（刺激）型（S型名称来自英文Stimulation）；与操作性行为相应的是操作性反射，称为R（反应）型（R型名称来自英文Reaction）。S型条件反射是强化与刺激直接关联，R型条件反射是强化与反应直接关联。斯金纳认为，人类行为主要是由操作性反射构成的操作性行为，操作性行为是作用于环境而产生结果的行为。在学习情境中，操作性行为更有代表性。斯金纳很重视R型条件反射，因为这种反射可以塑造新行为，在学习过程中尤为重要。
斯金纳关于操作性条件反射作用的实验，是在他设计的一种动物实验仪器即著名的
斯金纳箱中进行的。箱内放进一只白鼠或鸽子，并设一杠杆或键，箱子的构造尽可能排除一切外部刺激。动物在箱内可自由活动，当它压杠杆或啄键时，就会有一团食物掉进箱子下方的盘中，动物就能吃到食物。箱外有一装置记录动物的动作。斯金纳的实验与巴甫洛夫的条件反射实验的不同在于：（1）在斯金纳箱中的被试动物可自由活动，而不是被绑在架子上；（2）被试动物的反应不是由已知的某种刺激物引起的，操作性行为（压杠杆或啄键）是获得强化刺激（食物）的手段；（3）反应不是
唾液腺活动，而是
骨骼肌活动；（4）实验的目的不是揭示
大脑皮层活动的规律，而是为了表明刺激与反应的关系，从而有效地控制有机体的行为。
斯金纳通过实验发现，动物的学习行为是随着一个起强化作用的刺激而发生的。斯金纳把动物的
学习行为推而广之到人类的学习行为上，他认为虽然人类学习行为的性质比动物复杂得多，但也要通过操作性条件反射。操作性条件反射的特点是：强化刺激既不与反应同时发生，也不先于反应，而是随着反应发生。
有机体必须先作出所希望的反应，然后得到“报酬”，即强化刺激，使这种反应得到强化。学习的本质不是刺激的替代，而是反应的改变。斯金纳认为，人的一切行为几乎都是操作性强化的结果，人们有可能通过强化作用的影响去改变别人的反应。在教学方面教师充当学生行为的设计师和建筑师，把学习目标分解成很多小任务并且一个一个地予以
强化，学生通过操作性条件反射逐步完成学习任务。