以下实验俱可简化为三部分:非条件前提:非条件刺激 → 非条件反应非条件插入:非条件刺激 + 中性刺激 → 非条件反应条件效果:条件刺激(=中性刺激) → 条件反应(=非条件反应)巴甫洛夫早先致力于研究狗的消化系统。他发现,当把食物置入狗的胃里时,胃壁会分泌胃液以促进消化。一系列研究表明,胃液分泌的数量和持续的时间,是随放入胃里的食物的种类和数量而变化的。为了清楚地测定胃里发生的变化,巴甫洛夫以其精湛的外科手术,使狗的胃一部份外露出来。他把狗胃的一部分组织切开,接着在躯体一边切开一个洞口,外面再连接一个囊袋。这样,狗实际上就有了两个胃:一个是原来的胃,其绝大部分组织都仍在起着它的基本功能;另一个是通过手术连接在外面的小胃(或称为“巴甫洛夫囊袋(Pavlovian Pouch)”),这个囊袋的内部是可以观察到的。巴甫洛夫发现,囊袋分泌的情况与胃的分泌活动完全一样。完成了这些准备工作后,巴甫洛夫就能了解消化过程的细节。他也由此获得了诺贝尔医学奖。