Las Variables conocidas como patrones de acción fija (PAF), los cuales son desencadenados por un estímulo señal, es decir, un detonador particular en el ambiente. Por ejemplo, el pez espinoso macho defiende agresivamente su territorio frente a otros machos. 
En estudios de laboratorio, el macho reacciona más agresivamente ante cualquier modelo que tenga vientre rojo como el suyo (figura 43.4), más que frente a un modelo que se parezca al pez espinoso hembra. 
En este caso, el color rojo es un estímulo señal que desencadena el comportamiento agresivo.

Las pruebas demostraron que, en promedio, sólo una tercera parte de los picoteos de un recién nacido golpearon en el modelo. Pero un día después de la eclosión, más de la mitad de los picoteos fueron precisos, y dos días después de la eclosión, la precisión alcanzó un nivel de más de 75%. Los investigadores concluyeron que la mejora en las destrezas motoras y el aprendizaje conducen a una mejora en el desempeño de los comportamientos instintivos de un animal.

Sin embargo, en el laboratorio los investigadores encontraron que, al parecer, las aves pueden formar la impronta con cualquier objeto —incluso un ser humano o una pelota roja—, si éste es el primer objeto en movimiento que ven durante un periodo sensible de dos o tres días después de salir del cascarón. 
El término periodo sensible significa el lapso durante el cual se desarrolla un comportamiento particular. Si un pollito forma la impronta con una pelota roja, la seguirá y piará siempre que la pelota esté fuera de su campo visual.

Las interacciones sociales entre el progenitor y la descendencia durante el periodo sensible parecen ser una clave para la impronta normal. Por ejemplo, los ánades reales graznan todo el tiempo que la impronta se está formando. En algunas especies la vocalización antes y después de la eclosión es necesaria para que se forme la impronta de manera normal.

Se sometieron a prueba tres grupos de aves. Las del primer grupo no escucharon ningún canto. Cuando crecieron, esas aves emitían un canto que se parecía ligeramente al canto de los adultos. Las aves del segundo grupo escucharon grabaciones del canto de gorriones de corona blanca. Cuando crecieron, cantaron en el "lenguaje" de las grabaciones que escucharon durante el periodo sensible, cuando tenían entre 10 y 50 días de nacidas.
 Los "lenguajes" de los gorriones de corona blanca (o los cantos de otras especies) que se reprodujeron antes o después de ese periodo sensible no tuvieron efecto alguno sobre las aves. Los gorriones del tercer grupo no escucharon grabaciones y, en vez de ello, se les asignó un tutor adulto. 
Sin importar en qué momento inició la tutoría, esas aves emitieron el canto de la especie del tutor. Resultados como éstos indican que aparentemente las interacciones sociales ayudan al aprendizaje de las aves.

El condicionamiento clásico sugiere que un organismo puede ser entrenado —esto es, condicionado— para asociar una respuesta con un estímulo específico. Las respuestas no condicionadas ocurren de manera natural, como cuando se produce salivación ante la presencia de alimento. Las respuestas condicionadas se aprenden, como cuando un perro aprende a salivar al escuchar el sonido de una campana.

Los anuncios publicitarios intentan usar el condicionamiento clásico para vender productos. Los comerciales a menudo asocian gente atractiva con el producto anunciado, con la esperanza de que los receptores asocien el atractivo físico con el producto. Esa asociación agradable quizá los impulse a adquirir el producto.

Algunos tipos de condicionamiento clásico resultan útiles cuando se intenta aumentar la frecuencia de comportamientos benéficos, Por ejemplo, a menudo se recomienda sentar a un niño en el regazo cuando se le leen cuentos. Se espera que, de esa forma, el pequeño asocie un sentimiento agradable con la lectura.

B. F. Skinner es conocido por estudiar ese tipo de aprendizaje en el laboratorio. En el tipo más sencillo de experimento que realizó, una rata enjaulada presionaba inadvertidamente una palanca y recibía como recompensa terrones de azúcar que comía con avidez. Luego, la rata aprendió a presionar la palanca siempre que deseaba un terrón de azúcar. En experimentos más elaborados, Skinner incluso enseñó a unos pichones a jugar ping-pong al reforzar las respuestas deseadas frente a los estímulos.

En la crianza de los niños, se ha sugerido que los padres que dan un reforzamiento positivo por el buen comportamiento tendrán más éxito que quienes castigan comportamientos que consideran indeseables.

La migración requiere al menos de orientación, es decir, la capacidad de viajar en una dirección específica, como hacia el sur en el invierno y hacia el norte en primavera. La mayoría de los estudios sobre orientación se han realizado con aves. Para orientarse, muchas aves utilizan la luz solar durante el día y las estrellas durante la noche. El Sol se mueve en el cielo durante el día, pero las aves son capaces de compensar ese hecho porque tienen sentido del tiempo. Se supone que cuentan con un reloj biológico que les permite saber dónde estará el Sol en relación con el lugar al que se dirigen en cualquier momento del día.

Las aves experimentadas también son capaces de navegar, esto es, de cambiar de dirección en respuesta a claves ambientales. Es probable que esas claves provengan del campo magnético de la Tierra.

El aprendizaje por insight ocurre cuando un animal resuelve un problema sin tener experiencia previa con una situación. El animal parece evocar experiencia previa con otras circunstancias para resolver el problema. Se ha observado, por ejemplo, que los chimpancés son capaces de apilar cajas para alcanzar plátanos en escenarios de laboratorio.

Además de los primates, otros animales también parecen ser capaces de razonar. En un experimento, se ofreció carne a cuervos, la cual estaba atada a una cuerda que colgaba de una rama en un aviario confinado. 
Los cuervos estaban acostumbrados a comer carne, pero no sabían cómo funcionaban las cuerdas. 
Aunque tardó varías horas, un cuervo voló hacia la rama, estiró su cuerpo, tomó la cuerda con su pico, y tiró de ella una y otra vez asegurando la cuerda con su pata en cada ocasión. 
Finalmente, la carne estuvo a su alcance, Y el cuervo logró tomarla con el pico. Luego, los demás cuervos que observaron ese comportamiento también fueron capaces de obtener la carne tirando de la cuerda.

Si los animales son capaces de pensar, muchas personas se preguntan si también tienen emociones. Esto también es un área inexplorada de interés en la actualidad. El recuadro Naturaleza de la ciencia, "¿Los animales tienen emociones?", explora la posibilidad de que los animales experimenten emociones.