他来到了哈佛。那地方是内省式心理学的天下，可是，他不再对被他称作“内幕消息”的东西感兴趣了，因而急速转向，自己干起用老鼠进行实验的行为主义研究。在他的自传里，斯金纳带着快乐的心情回忆说，他庆幸自己曾是个类似坏小子的人：“他们也许以为，心理学里面的某种东西正盯着我哩，可是，事实是，我想干什么就干什么，随心所欲。”斯金纳不听教授的训导，成了越来越彻底的行为主义者，在进行他的博士论文答辩时，人们请他列举对行为主义的一些反对意见，可他一条也想不出来。斯金纳利用自己灵巧的机械能力做了一只迷箱，它比桑代克的样子改进了许多;从那以后，这种迷宫就广泛使用起来，并被人称为斯金纳箱。其基本的形式是──它有很多样──它是一只笼子，足以让一只白鼠很舒服地呆在里面，一面箱壁上有一根横杆，恰好装在一只小食盘和喷水口上面。老鼠在笼子里面爬来爬去，当它碰巧把前爪歇在横杆上压下它时，一粒饲料会自动地落在食盘里。笼子外面连接着的一些设备会画出一条线，一分钟一分钟地显示出压下横杆的总数，从而自动地记录老鼠的行为。这比桑代克的迷宫箱方法更为有效，更容易收集数据，因为实验人不需要盯着老鼠，也不需要在它压下横杆时递送饲料，而只需要看看记录就行了。这只箱子还能得出更为客观的行为获取或者消失数据，这超过了当时任何人所能收集的数据。老鼠会决定，而且只由它决定，这次按下横杆和下次按下横杆的时间间隔是多大。斯金纳可以把他有关学习原理的发现建立在“反应频率”的基础上，即动物的行为按照强化程度而发生改变的频率，它不会受到实验人的行动的干扰。另外，斯金纳还可以调节这只箱子，使其按各种方式来模仿现实世界里强化或者没有强化行为的许多情况。比如，他可以研究当动物定期受奖励时如何学会反应;已经学会的反应是如何在奖励突然中断时消失的;当奖励按照时间间隔(比如每技动四下来一次)间歇性地投放时，它是怎样影响学习和反应消除的;当奖励不定期投放时会有什么影响;按压横杆得出混合结果时(比如一次奖励跟着一次电击)会有什么影响，等等。在每种情况下，数据得出的曲线会显示在这各种情况之下行为的获取和消除频率。

斯金纳从这些曲线里形成了若干的原理，这些原理增进了人们对老鼠行为的理解，还有对人的行为的理解。有一个例子是，他发现部分强化有一个重要的变化效果。食物偶尔或者不定期投放，老鼠经计划训练后，会坚持不断地按压横杆，哪怕投放饲料的装置已经完全关掉了。它们学习的行为比一些在定期间歇投放的强化中训练出来的老鼠更不太容易消除。有人把这个比作在赌场玩老虎机的赌徒行为：老鼠和赌徒都没有办法预测下一次的强化什么时候到来，但是，因为习惯于偶尔得一些奖励，他们都会坚持不断地试下去，以期望在下一次尝试中得奖。可是，斯金纳最为重要的贡献却是他的“操作性条件形成”，光是为这一点，他就值得在心理学的名誉大厅里享受一把永久的座椅。

在“经典的”(巴甫洛夫式的)条件形成中，动物对食物的非条件反应(分泌唾液)被变成对以前属于中性的刺激(节拍器或者铃铛的声音)的条件反射;行为改变的关键因素是新的刺激。

在“工具型”(桑代克式的)的条件形成中，行为变化的关键因素是反应，而不是刺激。中性的反应──在随机性的获取食物过程中碰巧踩在踏板上──被奖励食物，并成为学习得来的行为，它能够达到以前没有过的目的。斯金纳的操作性条件形成是工具型条件形成的重要发展。动物为无论什么目的而进行的任何随机活动，都可以被看作以某种方式对环境的“操作，”因此，按斯金纳的说法，也可以是一个“操作动作”，奖励这个活动会产生操作条件形成。通过对一系列小型随机活动一个一个的奖励，实验者可以给动物的行为“定型”，直到它采取不是其本来的或者自然技能的一部分的行动。