斯金納關于操作性條件反射作用的實驗，是在他設計的一種動物實驗儀器即著名的斯金納箱中進行的。箱內放進一只白鼠或鴿子，并設一杠桿或鍵，箱子的構造盡可能排除一切外部刺激。動物在箱內可自由活動，當它壓杠桿或啄鍵時，就會有一團食物掉進箱子下方的盤中，動物就能吃到食物。箱外有一裝置記錄動物的動作。

　　

　　斯金納實驗系統基本結構：

　　在箱壁的一邊有一個可供按壓的杠桿（大都是一塊金屬板），在杠桿旁邊有一個承受食物的小盒緊靠著箱壁上的小孔，小孔外是食物釋放器，其中貯有顆粒形食物。動物在箱內按一下杠桿，即有一粒食物從小孔口落入小盒內，動物可取食。一只白鼠禁食24小時后被放入箱內，開始它在箱內探索，偶爾按壓了杠桿，獲得食丸。白鼠開始可能并沒有注意到食物落下，但若干次重復后，就形成了壓桿取食的條件反射。

        以后稍有改進，如外包隔音箱，食物釋放裝置由程序控制等，可測試動物能否學會按三次杠桿以得到食物，或間隔一定時間按壓杠桿才能得到食物。對不同物種的動物，其設計稍有不同。該裝置實際是對桑代克迷箱的改進，后被用于研究動物學習能力和自我刺激與合作行為等心理學研究。系統已采用電子線路，使用更方便。