Analisis kuantitatif perilaku dimulai dengan Burrhus Frederic Skinner, yang menemukan cara-cara objektif untuk mengukur dan mengamati perilaku. Karyanya yang paling signifikan adalah kotak kamar operan. Dengan menggunakan perangkat ini, Skinner dapat mengamati dan memanipulasi perilaku hewan dengan mengukur jumlah respons yang dihasilkannya selama periode waktu tertentu, yang disebut laju respons. Skinner menemukan bahwa beberapa peristiwa meningkatkan tingkat respons, sementara peristiwa lain menurunkannya. Tingkat respons diukur dengan perekam kumulatif yang terhubung ke kotak ruang operan.
Pengkondisian operan pertama kali ditemukan oleh psikolog Edward Thorndike dan mengacu pada jenis pembelajaran dimana konsekuensi mempengaruhi perilaku atau tanggapan. Menurut Thorndike, tanggapan diperkuat oleh konsekuensi yang menguntungkan dan dilemahkan oleh konsekuensi yang tidak menguntungkan. Thorndike menyebut hubungan antara respons dan konsekuensi ini sebagai Hukum Efek, dan penemuannya mendorong banyak studi eksperimental dalam cabang psikologi yang disebut behaviorisme.
Skinner adalah psikolog pertama yang menemukan cara untuk mengukur hukum efek Thorndike. Dia merancang kotak kamar operan, yang memungkinkan perilaku hewan untuk diamati, dimanipulasi, dan direkam. Kotak kamar operan digunakan untuk tikus dan hewan lain, dan dibuat sedemikian rupa sehingga perilaku tertentu seperti menekan tuas mengakibatkan konsekuensi seperti pengiriman makanan. Skinner merancang perekam kumulatif yang dapat mengukur respons, seperti tekanan tuas dan tingkat respons yang direkam. Dia memanipulasi faktor lingkungan yang mempengaruhi tingkat respons dan menemukan bahwa beberapa faktor meningkatkan tingkat respons, sementara yang lain menurunkannya.
Pengkondisian operan menunjukkan bahwa tingkat respons ditentukan oleh stimulus diskriminatif. Dalam jenis pengkondisian ini, stimulus menentukan perilaku apa yang akan menghasilkan konsekuensi tertentu. Skinner menyebut stimulus diskriminatif sebagai peristiwa yang mendahului suatu perilaku dan mengistilahkan hubungan antara stimulus diskriminatif, perilaku, dan konsekuensi sebagai tiga term kontingensi.
Behavioris mempelajari perilaku dengan mengendalikan hubungan antara kontingensi tiga istilah. Memanipulasi hubungan ini menghasilkan lima hasil yang berbeda: penguatan positif, penguatan negatif, hukuman, biaya respons, dan pemadaman. Masing-masing hasil ini memiliki efek yang berbeda pada tingkat respons.
Penguatan positif menghasilkan peningkatan tingkat respons karena respons diikuti oleh stimulus yang menyenangkan. Demikian pula, penguatan negatif menyebabkan peningkatan tingkat respons; namun, ini karena ia menghentikan stimulus negatif. Hukuman menyebabkan penurunan tingkat respons karena respons menghasilkan stimulus yang tidak menyenangkan, sedangkan biaya respons menyebabkan penurunan tingkat respons karena respons menghentikan stimulus positif. Kepunahan menyebabkan penurunan apa yang merupakan respons yang diperkuat karena respons itu tidak lagi diikuti oleh penguat.