Käyttäytymisen kvantitatiivinen analyysi alkoi Burrhus Frederic Skinneristä, joka keksi objektiivisia tapoja käyttäytymisen mittaamiseen ja tarkkailuun. Hänen merkittävin luomuksensa oli operatiivinen kammiolaatikko. Tämän laitteen avulla Skinner pystyi tarkkailemaan ja manipuloimaan eläimen käyttäytymistä mittaamalla sen antamien vastausten lukumäärän tietyn ajanjakson aikana, nimeltään vaste. Skinner huomasi, että jotkut tapahtumat lisäsivät vastausnopeutta, kun taas toiset pienensivät sitä. Vastausnopeus mitattiin kumulatiivisella tallentimella, joka oli liitetty operatiivikammion laatikkoon.
Psykologi Edward Thorndike löysi ensimmäisen kerran operanttisen ehdollistamisen ja viittaa sellaiseen oppimiseen, jonka seuraukset vaikuttavat käyttäytymiseen tai reaktioihin. Thorndiken mukaan suotuisat seuraukset vahvistavat vastauksia ja epäedulliset seuraukset heikentävät niitä. Thorndike kutsui tätä vastauksen ja seurauksen välistä suhdetta vaikutuksen laiksi, ja hänen löydönsä kannusti monia kokeellisia tutkimuksia psykologian haaralla nimeltä behaviorismi.
Skinner oli ensimmäinen psykologi, joka keksi tavan mitata Thorndiken vaikutuslaki. Hän suunnitteli operatiivisen kammion laatikon, joka mahdollisti eläimen käyttäytymisen havaitsemisen, manipuloinnin ja tallennuksen. Operatiivista kammiolaatikkoa käytettiin rotille ja muille eläimille, ja se rakennettiin siten, että tietyt käyttäytymistavat, kuten vivun painaminen, johtivat seuraukseen, kuten ruuan antamiseen. Skinner suunnitteli kumulatiivisen tallentimen, joka pystyi mittaamaan vasteita, kuten vivun painalluksia ja tallennettua vastea. Hän manipuloi ympäristötekijöitä, jotka vaikuttivat vasteasteeseen, ja havaitsi, että jotkut tekijät nostivat vasteastetta, kun taas toiset pienensivät sitä.
Operatiivinen ilmastointi osoitti, että vasteen nopeus määräytyy syrjivän ärsykkeen perusteella. Tämän tyyppisessä muokkauksessa ärsyke määrää, mikä käyttäytyminen johtaa tiettyyn seuraukseen. Skinner viittasi syrjivään ärsykkeeseen tapahtumana, joka edelsi käyttäytymistä, ja kutsui syrjivän ärsykkeen, käyttäytymisen ja seurauksen välistä suhdetta kolmen aikavälin satunnaisuudeksi.
Behavioristit tutkivat käyttäytymistä kontrolloimalla kolmen aikavälin varautumisen välisiä suhteita. Näiden suhteiden manipulointi johtaa viiteen eri lopputulokseen: positiivinen vahvistuminen, negatiivinen vahvistuminen, rangaistus, vastauskustannukset ja sukupuutto. Jokaisella näistä tuloksista on erilainen vaikutus vasteasteeseen.
Positiivinen vahvistuminen lisää vasteastetta, koska vastausta seuraa miellyttävä ärsyke. Samoin negatiivinen vahvistuminen lisää vastausprosenttia; tämä johtuu kuitenkin siitä, että se lopettaa negatiivisen ärsykkeen. Rangaistus johtaa vasteen laskuun, koska vaste aiheuttaa vastenmielisen ärsykkeen, kun taas vastauskustannukset vähentävät vastausprosenttia, koska vaste pysäyttää positiivisen ärsykkeen. Sukupuutto heikentää vahvistettua vastetta, koska vahvistaja ei enää seuraa sitä.