斯金纳的程序教学主要建立在其创立的操作性条件作用学说和强化理论基础之上。 操作性条件作用学说继承和发展了传统的刺激—反应理论，斯金纳在用白鼠和鸽子作为被试进行研究后认为，机体并不一定需要接受明显的刺激才能形成反应。他把机体由于刺激而被动引发的反应称为“应激性反应”，机体自身主动发出的反应称为“操作性反应”。操作性反应可以用来解释基于操作性行为的学习，如人们读书或写字的行为。强化原理与操作性条件作用说相辅相成，为了促进操作性行为的发生，必须有步骤地给予一定的条件作用，这是一种“强化类的条件作用”。强化包括正强化和负强化两种类型，正强化可以理解为机体希望增加的刺激，负强化则是机体力图避开的刺激。增加正强化物或减少负强化物都能促进机体行为反应的概率增加。这一发现被提炼为“刺激—反应—强化”理论。这一理论可以用来指导教学工作：在学习过程中，当给予学习者一定的教学信息——“刺激”后，学习者可能会产生许多种反应(包括应激性反应和操作性反应)。在这些反应中，只有与教学信息相关的反应才是操作性反应。在学习者作出了操作性反应后，要及时给予强化，如学生答对时告诉他“好”或“正确”，答错时告诉 他“不对”或“错了”，这样在下次出现同样刺激时作出错误反应的可能性就会大为减小，从而促进学习者在教学信息与自身反应之间形成联结，完成对教学信息的学习。