В своих дальнейших работах Торндайк сосредоточился на изучении зависимости научения от таких факторов, как поощрение и наказание. На основе полученных материалов он вывел основные законы научения:

1.        Закон повторяемости (упражняемости). Его суть в том, что чем чаще повторяется связь между стимулом и реакцией, тем быстрее она закрепляется и тем она прочнее. Согласно этому закону, реакция на ситуацию связывается с этой ситуацией пропорционально частоте, силе и длительности повторения связей.

2.        Закон эффекта, в котором утверждается, что из нескольких реакций на одну и ту же ситуацию, при прочих равных условиях, более прочно связываются с ситуацией те, которые вызывают чувство удовлетворения. Позднее этот закон был модифицирован, так как оказалось, что для ребенка важен результат любой его деятельности, т. е. в конце выучиваемой реакции обязательно должно быть подкрепление, неважно, положительное или отрицательное.

3.        Закон готовности, суть которого в том, что образование новых связей зависит от состояния субъекта.

4.        Закон ассоциативного сдвига, заключающийся в том, что если при одновременном появлении двух раздражителей один из них вызывает позитивную реакцию, то и другой приобретает способность вызывать ту же самую реакцию. Иными словами, нейтральный стимул, связанный по ассоциации со значимым, тоже начинает вызывать нужное поведение.

Торндайк выделил также дополнительные условия успешности научения - легкость различения стимула и реакции и осознание ребенком связи между ними.

Данные, полученные Торндайком, привели его к выводу, что обучение путем проб и ошибок происходит при формировании не только двигательных актов, но и интеллектуальных, т. е. он, как и Сеченов, доказывал, что психические процессы являются интериоризованными внешними реакциями.