Pavlov, köpeğini dışarıdan hiçbir şekilde ses almayan bir alan içerisinde tutar ve köpek yalnızca ona mama geldiği zaman mamanın sesini ve getiren kişinin sesini duyar. Deney sırasında öncelikli olarak et getirilir ve köpeğin salyasının akması, etin gelmesi ile başlar. Köpek, eti gördüğü zaman salya salgılar. Burada et, koşulsuz uyarandır ve eti görünce salya salgılanması da koşulsuz tepkidir. Hiçbir koşullama olmadan köpek, eti gördüğü zaman salya salgılamaya başlar.
Sonrasında et getirmeden önce bir zil çalınır ve ardından et gelir. Birkaç tekrar sonrasında köpek, zil çaldığı zaman etin geleceğini anlar. Bu durumda zil sesi, bir koşullu uyarana döner ve köpek zil sesini ne zaman duysa eti görmeden salya salgılamaya başlar çünkü zil sesinin ardından etin geleceğini bilir. Koşullu şekilde gerçekleşen tepki ise zil sesine karşı köpeğin salya salgılamasıdır.
Köpeğin eti görünce salya salgılaması normal ve olası bir durumdur çünkü onu yediği zaman lezzetli geleceğini bildiği için eti görünce bir salya salgılar. Ancak zil sesi, lezzetle ya da köpeğin karnının doyması ile tamamen bağımsız bir etkendir. Buna rağmen köpek, koşullandığı için zil sesinden sonra et geleceğini bilir ve zil sesini duyunca bile salya salgılamaya başlar.
Bu deney, Pavlov’un klasik koşullamayı nasıl gerçekleştirebildiğini gösterir. Ortadaki etken ile hiçbir ilgisi olmayan zil sesi dahi koşullamayı sağlayabilir. Bu durum özellikle de evcil hayvanların eğitiminde kullanılmaktadır. Örneğin bir köpek doğru bir davranış gerçekleştirdiği zaman ödül maması vermeden önce bir el çırpma sesi ya da zil sesi çıkarıp sonrasında ödül mamasını vermek, köpeğin doğru bir davranış gösterdiğini ve ödüllendirileceğini söylemenin en doğru yollarından biridir. Olay ile ilgisiz bir ses, köpeğin ödüllendirileceğini bilmesine yardımcı olacak ve davranışın doğru olduğunu gösterecektir.