Kvantitativ analys av beteende började med Burrhus Frederic Skinner, som uppfann objektiva sätt att mäta och observera beteende. Hans mest betydelsefulla skapelse var den operanta kammarlådan. Med användningen av den här enheten kunde Skinner observera och manipulera ett djurs beteende genom att mäta antalet svar som det producerade under en given tidsperiod, kallad responshastigheten. Skinner upptäckte att vissa händelser ökade svarsfrekvensen, medan andra händelser minskade den. Svarshastigheten mättes med en kumulativ registreringsanordning ansluten till den operanta kammarlådan.
Operant konditionering upptäcktes först av psykologen Edward Thorndike och hänvisar till en typ av inlärning där konsekvenser påverkar beteendet eller reaktioner. Enligt Thorndike stärks svaren av gynnsamma konsekvenser och försvagas av ogynnsamma konsekvenser. Thorndike hänvisade till detta förhållande mellan respons och konsekvens som effektens lag, och hans upptäckt stimulerade många experimentella studier inom en gren av psykologin som kallas behaviorism.
Skinner var den första psykologen som utarbetade ett sätt att mäta Thorndikes effektlag. Han designade den operanta kammarlådan, som gjorde att ett djurs beteende kunde observeras, manipuleras och registreras. Den operanta kammarlådan användes för råttor och andra djur, och konstruerades så att vissa beteenden som att trycka på en spak resulterade i en konsekvens som leverans av mat. Skinner designade en kumulativ brännare som kunde mäta svar, såsom spaktryck och registrerad svarsfrekvens. Han manipulerade miljöfaktorer som påverkade svarsfrekvensen och upptäckte att vissa faktorer ökade svarsfrekvensen, medan andra minskade den.
Operant konditionering visade att responshastigheten bestäms av en diskriminerande stimulans. I denna typ av konditionering dikterar stimulansen vilket beteende som kommer att resultera i en viss konsekvens. Skinner hänvisade till den diskriminerande stimulansen som en händelse som föregick ett beteende och kallade relationen mellan den diskriminerande stimulansen, beteendet och konsekvensen som tre-term kontingens.
Behavioristerna studerar beteenden genom att kontrollera relationerna mellan den tre-termiga beredskapen. Att manipulera dessa relationer resulterar i fem olika resultat: positiv förstärkning, negativ förstärkning, bestraffning, responskostnad och utrotning. Vart och ett av dessa resultat har olika effekt på svarsfrekvensen.
Positiv förstärkning resulterar i en ökning av svarsfrekvensen eftersom responsen följs av en trevlig stimulans. På liknande sätt orsakar negativ förstärkning en ökning av svarsfrekvensen; detta beror dock på att det upphör med en negativ stimulans. Straff leder till en minskning av svarsfrekvensen eftersom responsen resulterar i en aversiv stimulans, medan responskostnaden orsakar en minskning av svarsfrekvensen eftersom responsen stoppar en positiv stimulans. Utsläckning orsakar en minskning av vad som var ett förstärkt svar eftersom det svaret inte längre följs av en förstärkare.