桑代克是联结学习理论的代表人物之一，其学习理论被称为“联结—试误说”。 
桑代克最初研究学习问题是从各种动物实验开始，其中最著名的就是饿猫打开迷箱的实验。箱子内的饿猫因碰巧的正确反应的逐渐巩固，最终形成了稳定的刺激—反应联结，学会打开迷箱。因此，桑代克认为，学习即联结，学习即试误。 
桑代克认为，学习的实质在于形成刺激—反应联结;他认为，人和动物遵循同样的学习律;学习的过程是盲目的尝试与错误的渐进过程;学习遵循三条重要的学习原则： 
(1)准备律：指学习者在学习开始时的预备定势。学习者有准备而又给以活动就感到满意，有准备而不活动则感到烦恼，学习者无准备而强制以活动也感到烦恼。 
(2)练习律：指一个学会了的反应的重复将增加刺激反应之间的联结。也就是S-R联结受到练习和使用的越多，就变得越来越强，反之，变得越弱。在他后来的著作中，他修改了这一规律，因为，他发现没有奖励的练习是无效的，联结只有通过有奖励的练习才能增强。 
(3)效果律：桑代克的效果律表明，如果一个动作跟随着情境中一个满意的变化，在类似的情境中这个动作重复的可能性将增加，但是，如果跟随的是一个不满意的变化，这个行为重复的可能性将减少。可见一个人当前行为的后果对决定他未来的行为起着关键的作用。(这个观点是他超越巴甫洛夫的地方)。据此，桑代克得出：奖励是影响学习的主要因素。奖励就是感到愉快的或可能进行强化的物品、刺激或后果，在桑代克后来的著作中，他取消效果律中消极的或令人烦恼的部分。因为他发现惩罚并不一定削弱联结，其效果并非与奖励相对。 
桑代克的学习理论指导了大量的教育实践。效果律指导人们用一些具体奖励如小红花、口头表扬等对所有学生进行大量的重复，练习和操练。他对教师的总的劝告是“集中并练习那些应结合的联结，并且奖励所想要的联结。”桑代克举了数学中的一个刺激—反应的联结。不停地重复乘法表，并且老是提供奖励，形成了刺激(7×7=?)和反应(49)的联结。这就桑代克的联结—试误说。