Le terme stimulus a plusieurs significations ; très généralement, il s’agit de toute occurrence (qu’il s’agisse d’un événement extérieur ou de tout ce qui est perçu ou pensé) qui provoque une réponse détectable. Le terme stimulus est souvent utilisé avec des termes qualificatifs pour préciser davantage sa signification, par exemple, stimulus conditionné et stimulus neutre.

Divers domaines d’étude utilisent le terme stimulus de différentes manières. En psychologie, il est le plus souvent utilisé pour décrire les formes d’énergie qui atteignent les organes des sens et provoquent une réponse. Par exemple, le sens visuel qui utilise les yeux réagit au rayonnement photique ou à la lumière. Étant donné que les organes sensoriels humains ne répondent qu’à un nombre limité de formes d’énergie, et encore, à des quantités limitées de cette énergie, une partie de l’énergie qui atteint les organes sensoriels n’est pas détectée et ne provoque pas de réponse. L’énergie qui atteint les organes des sens mais ne provoque pas de réponse peut être considérée comme un stimulus par un physiologiste, mais pour les psychologues, elle ne serait pas considérée comme un stimulus à moins qu’elle n’ait été détectée par l’organisme. Un stimulus peut également être un événement mental interne qui provoque une réponse.

Le stimulus est le terme principal de la théorie stimulus-réponse, qui fait référence à un certain nombre de théories d’apprentissage qui sont théoriquement basées sur des liens conditionnés ou des associations entre un stimulus et une réponse. Les liens associatifs sont formés par l’appariement répété de certains stimuli et de certaines réponses. La plupart de ces théories sont également behavioristes en ce sens qu’elles se concentrent sur les comportements et ne s’intéressent pas aux processus mentaux, et qu’elles considèrent l’environnement comme le déterminant le plus important du comportement humain. En effet, ces théories considèrent le lien entre le stimulus et la réponse comme la base du comportement et estiment que le but premier de la psychologie devrait être de découvrir les règles régissant l’interaction entre les stimuli et les réponses. Les deux théories stimulus-réponse dominantes sont les théories du conditionnement classique et du conditionnement opérant.