Lernen wird in der Psychologie definiert als eine dauerhafte (im Gegensatz zu einer vorübergehenden) Änderung des Verhaltens und von Verhaltenspotentialen, die durch Übung (im Gegensatz etwa Reifung, Prägung oder Krankheit) erfolgt.

Die dauerhafte Veränderung wird in dieser Definition betont, weil Gelerntes unabhängig von temporalen Veränderungen, wie etwa der aktuellen Motivation, vorliegt. Darüber hinaus sind alle beobachtbaren Verhaltensweisen, die nicht durch Üben erworben wurden, vom Lernbegriff ausgeschlossen, also etwa auch die Prägung.

Dieses "Lernen" - besser wäre Verhaltensänderung - in einer genetisch festgelegten sensiblen Phase (zum Beispiel unmittelbar nach der Geburt), wurde vor allem durch Konrad Lorenz bekannt, der diesen besonderen Prozess unter anderem bei Graugänsen nachwies. Inzwischen ist er bei vielen Arten bekannt und kann später durch Umlernen kaum noch verändert werden (siehe Abgrenzung Lernen - Reifung - Prägung). Aber auch die im menschlichen Reifungsprozessen automatisch ablaufenden Verhaltensänderungen sind explizit ausgeschlossen.

Zu unterscheiden ist auch zwischen Lernen und Leistung: Leistung ist das Umsetzen von Gelerntem durch Hinzukommen der Motivation. Aussagen über Gelerntes kann man daher nicht aus der Leistung allein ableiten, da bei der Leistung die Motivation zur Erbringung eines Verhaltens mit berücksichtigt werden muss.

Es gibt unterschiedlichste Einteilungen der Arten des Lernens. Eine sehr einfache ist die Unterscheidung von vier Arten des Lernens in Reihenfolge aufsteigender Komplexität:

Habituation (Gewöhnung): Lernen, einen Reiz zu ignorieren, der keine im Augenblick nützliche Information enthält, zum Beispiel das Ticken einer Uhr oder das Rauschen des Meeres. Der Sinn ist die Vermeidung einer Reizüberflutung und Freimachen der Aufmerksamkeit. Sie läuft ständig und unbewusst ab und ist kaum zu vermeiden, wenn die entsprechenden Randbedingungen vorliegen. Klassische Konditionierung (Signallernen): Lernen, dass einem Reiz ein anderer folgen wird, zum Beispiel dem Warnton des Computers folgt eine Fehlermeldung. Zweck der Konditionierung ist es, Vorbereitungen für den zweiten Reiz treffen zu können. Dieses Lernen läuft ebenfalls automatisch ab; ihr Ergebnis kann aber bei Bedarf leichter als eine Habituation von bewussten Überlegungen "überstimmt'' werden. Operative Konditionierung: Lernen, dass einer Aktion eine Konsequenz folgt, zum Beispiel dem Aufdrehen des Wasserhahns folgt das Fliessen des Wassers oder dem Lernen folgt eine gute Note. Dieses Lernen ist die Basis gezielter nichtinstinktiver Handlungen. Dieses Lernen ist vor allem in Zusammenhang mit Motivationsfragen von Bedeutung. Ein Aktions-Konsequenz-Paar, dessen Konsequenz eine positive Motivationswirkung hat, kann man gezielt zum Antrainieren verwenden, entsprechend eines mit negativer Motivationswirkung zum Abgewöhnen einer Verhaltensweise. Komplexes Lernen: Lernen, das über das Bilden von Assoziationen hinausgeht, zum Beispiel die Anwendung einer Strategie zur Problemlösung oder die Ausbildung der geistigen Landkarte einer Umgebung. Dieses Lernen setzt die Herstellung mentaler Abbilder der Welt voraus und die Manipulation dieser Abbilder anstelle der Manipulation der Welt selbst. Es handelt sich also vor allem um einen Abstraktionsprozess. Der Lernende muss die richtigen Abstraktionen finden sowie die richtigen Operationen zu ihrer Manipulation.

Als Konsequenz sollte man versuchen, sich bei allen komplexen Lernvorgängen die Konzepte hinter den zu lernenden Zusammenhängen zugänglich zu machen. Diese Konzepte geben die Gemeinsamkeiten hinter den zu lernenden Zusammenhängen (also deren Essenz) wieder sowie idealerweise auch die Motivation hinter deren Entwurf (also die Begründung), denn es handelt sich ja um bewusst und gezielt für einen Zweck entworfene Artefakte.

Somit liegen diese Konzepte schon nah an den Abstraktionen, die zum Lernen ausgebildet werden müssen und ihre Kenntnis erleichtert deshalb das Lernen. Häufig ist es dabei nützlich, sich mittels Metaphern, Vergleichen etc. auf andere Konzepte zu stützen, die bereits geläufig sind. Ein wichtiger Schluss aus diesem Lernmechanismus lautet, sich beim Lernen nach Möglichkeit Zusammenhänge vollständig sichtbar zu machen.

Es gibt grundsätzlich zwei Arten, wie eine Abstraktion beim komplexen Lernen erworben werden kann: induktiv oder deduktiv.

Beim deduktiven Lernen (Lernen des Speziellen aus dem Allgemeinen) wird eine Beschreibung des zu lernenden Zusammenhangs vorgegeben, die in Begriffen abgefasst ist, die bereits zuvor gelernt wurden. Der Lernende analysiert diese Beschreibung und entwickelt daraus geistig die neue Abstraktion. Deduktives Lernen setzt Sprache oder sprachähnliche Systeme voraus.

Beim induktiven Lernen hingegen (Lernen des Allgemeinen aus dem Speziellen) werden eine Reihe von Beispielen und Gegenbeispielen für die zu lernende Abstraktion vorgegeben. Überwiegend unbewusst wendet der Lernende eine grosse Zahl von früher gelernten Abstraktionen auf die Beispiele an, um deren relevante Gemeinsamkeiten und Unterschiede herauszufiltern. Die Gemeinsamkeiten werden vor dem Hintergrund der Unterschiede verallgemeinert (was ein unzuverlässiger Schritt ist!) und bilden den Inhalt der neu gelernten Abstraktion.

Höheren Lebewesen, besonders Menschen, sind enorm leistungsfähig beim induktiven Lernen, zumindest, wenn alle notwendigen Basisabstraktionen bekannt sind. Aus diesem Grund ist es stets vorteilhaft, das Lehren möglichst stark auf induktives Lernen zu stützen. Allerdings erlaubt das induktive Lernen nicht, mit vertretbarem Aufwand eine genaue Grenzziehung einer Abstraktion zu lernen. Zweifelsfälle können also nach einem rein induktiven Lernprozess oft noch nicht korrekt beurteilt werden.

Es sind in der Regel eine ganze Reihe von Beispielen nötig, um die meisten Zweifelsfälle auszuschliessen, obwohl sonst sicherlich drei positive und drei negative Beispiele ausgereicht hätten. Deshalb sollte eine induktive Lernlektion möglichst mit einer entsprechenden deduktiven vervollständigt werden, die nach der Ausbildung eines Verständnisses für den überwiegenden Teil des Gehalts der zu lernenden Abstraktion dann auch recht schnell aufgenommen werden kann.

Gelernte Gedächtnisinhalte sind an vielen verschiedenen Stellen des Gehirns gespeichert. So befinden sich sprachliche Informationen in einem anderen Bereich als visuelle oder haptische. Dies bedeutet, dass unser Wissen über einen Gegenstand, beispielsweise über eine Blume, nicht an demselben Ort abgespeichert ist, sondern über unser Gehirn verteilt abgelegt wurde. Bei Bedarf, also wenn wir uns an diese Blume erinnern, werden die vielen Einzelinformationen (Form, Bezeichnung, Geruch usw.) wieder zusammengefügt.

Die Information trifft in Form eines wahrnehmbaren Reizes auf eine Sinneszelle, die ihn als elektrischen Impuls an eine Nervenzelle (Neuron) weiterleitet. Wird ein bestimmter Energiewert überschritten, gibt diese Nervenzelle den Reiz über einen faserartigen Fortsatz, das Axon, an ein oder mehrere andere Neuronen weiter, die ihn ihrerseits ebenfalls weiterleiten können. Die Information hinterlässt so charakteristische Spuren. Durch häufiges "Nachziehen" dieser Spuren (Üben, Wiederholen) verstärken sich die Verbindungen (Synapsen) zwischen den betreffenden Zellen.

Es entsteht ein bleibendes Muster, ein Engramm. Die Information ist gespeichert, das heisst: sie ist gelernt!

Das Abspeichern von Informationen im Gedächtnis kann durch eine Reihe von Faktoren beeinträchtigt werden, die nicht alle mit dem Lernvorgang im engeren Sinne zu tun haben. So ist Lernen nicht nur eine Sache des Gehirns, sondern des ganzen Körpers. Sind wir krank, erschöpft oder müde, ist unsere Aufnahmebereitschaft herabgesetzt. Ähnlich ist es unmittelbar nach einer Mahlzeit.

Diese Beeinträchtigungen lassen sich leicht erklären: Denn das Gedächtnis beruht auf komplexen Vorgängen, an denen viele Gehirnbereiche beteiligt sind, auch jene Partien, die grundlegende Körperfunktionen steuern.

Gefühle haben einen enormen Einfluss auf den Lernvorgang. Negative Gefühle wie Angst, Unlust oder Sorge beeinträchtigen das Einprägen des Lernstoffs. Auch Lernen unter Stress mindert den Erfolg. Gefühle entstehen in einem Teil des Gehirns, der limbisches System genannt wird. Er hat die Aufgabe, eintreffende Informationen zu bewerten, ihre Relevanz zu prüfen und somit eine adäquate Reaktion des Menschen auf den entsprechenden Reiz sicherzustellen. Mit dieser Bewertung ist eine emotionale Einfärbung der Informationen verbunden. Eine positive emotionale Besetzung des Lernstoffes ist für das Behalten wichtig.

Daher wird ein Lernstoff besonders gut aufgenommen, wenn er mit positiven Gefühlen verbunden ist.

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