Odruch warunkowy klasyczny powstaje podczas życia osobnika na bazie odruchu bezwarunkowego. Występuje dopiero po analizie danego bodźca przez ośrodek kojarzenia w mózgowiu, głównie w pniu mózgu.Powstawanie odruchów warunkowych wynika z powtarzalności pewnych sytuacji oraz integracyjnej funkcji mózgowia które korzystając z danych przekazywanych przez różne zmysły może postrzegać otoczenie wieloaspektowo. Wprawdzie bodźcem powodującym wydzielanie śliny jest obecność w pysku pokarmu, lecz podczas jedzenia pies widzi otoczenie, widzi pokarm (jego formę), czuje zapach i rejestruje wiele innych cech sytuacji. Każdy z tych elementów może stać się bodźcem warunkowym i wywoływać ślinienie, o ile pies będzie głodny.
Pawłow trzymał psy w piwnicy przy zgaszonym świetle. Jednak gdy chciał im dać coś jeść wówczas zapalał światło. Psy przyzwyczaiły się do tego że gdy światło jest zapalane to dostają coś do jedzenia. i Gdy tylko światło zostało zapalane psom ciekła ślina i wten sposób Pawłow odkrył odruch warunkowy.
Odruchy warunkowe instrumentalne mogą powstawać na bazie odruchów bezwarunkowych (chodzi głównie o odruchy propriocepcyjne, służące do utrzymania prawidłowej postawy ciała a więc odruchy zachodzące z wykorzystaniem wrzecionek mięśniowych i receptorów stawowych) ale niekoniecznie. Ponieważ skurcze mięśni poprzecznie prążkowanych mogą mieć również charakter wolicjonalny, odruchy instrumentalne mogą więc powstawać przez powtarzanie i automatyzację zachowań wolicjonalnych, przynoszących organizmowi jakieś korzyści. Głównymi ośrodkami koordynacji odruchów instrumentalnych są móżdżek oraz międzymózgowie (w szczególności podwzgórze) oraz kora mózgowa.
